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Prof. Dr. Jan Wilkens

Angewandte Naturwissenschaften

  • Technische Hochschule Köln
    Kaiser-Wilhelm-Allee, Gebäude E28
    51368 Leverkusen

Filmbildung und Stabilität von Polymerdispersionen (DisCoPol)

Farben, Lacke, Beschichtungen, Folien, Klebstoffe: wässrige Polymerdispersionen sind die Grundlage vieler Produkte, die uns im Alltag begegnen. Das Forschungsprojekt DisCoPol – Applied Research on Disperse Colloidal Polymers geht der Frage nach, wie die Eigenschaften von wässrigen Polymerdispersionen weiter verbessert werden können.

Wässrige Polymerdispersionen sind Kunststoffe, die dem natürlichen Latex, also dem Milchsaft des Kautschukbaums nachempfunden sind. Sie bestehen aus winzigen Polymerteilchen, die in einem flüssigen Medium gleichmäßig fein verteilt (dispergiert) sind. Die Stabilität dieser sogenannten kolloidalen Dispersionen gegenüber Sedimentation und Gerinnung (Aggregation) ist eine technisch wichtige Eigenschaft, die für den Herstellungs- und Verarbeitungsprozess, aber auch für Transport und Lagerung der Kunststoffe von Bedeutung sind. In bestimmten Fällen, beispielsweise bei einem zu großen Elektrolytgehalt, zu hohen Temperaturen oder beim Rühren und Pumpen, können die zunächst flüssigen Polymerdispersionen anschaulich gesprochen verklumpen. Ihre chemische Struktur gibt vor, ob und wie gut die Stabilität der kolloidalen Dispersionen gegeben ist.

Eines der Ziele ist es, die Faktoren, die die Stabilität der Polymerdispersionen maßgeblich beeinflussen, detailliert zu ermitteln und zu charakterisieren, um die Produktionsverfahren ressourcenschonend zu optimieren. Die Ergebnisse werden außerdem in der Entwicklung neuartiger Materialien für Oberflächenbeschichtungen Berücksichtigung finden. An Polyurethan-basierten Lacken, Beschichtungen und Klebstoffen werden deshalb die Faktoren untersucht, die für diese Kunststoffklasse bei der Filmbildung eine dominierende Rolle spielen. Ein weiterer Forschungskomplex beschäftigt sich mit Struktureigenschaftsmerkmalen von Polyurethan- und Polyvinylchlorid-Dispersionen, die dazu beitragen, eine Aggregation der feinverteilten Polymerpartikel effektiv zu verhindern.

Gefördert wird das Projekt im Rahmen der Förderlinie FHprofUnt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über einen Zeitraum von drei Jahren. Das gesamte Projektvolumen beträgt rund 600.000 Euro.

Das Forschungsprojekt soll die Expertise der TH Köln in der anwendungsnahen Polymerforschung weiter stärken und den Aufbau eines interdisziplinären Forschungsschwerpunkts unterstützen. Seit 2017 wird im Rahmen des Landesprogramms FH Struktur das ebenfalls in diesem Themenbereich angesiedelte Projekt FunktioPol gefördert, welches von drei Fakultäten der TH Köln getragen wird und sich mit der Entwicklung neuer funktioneller Polymere zur Verbesserung der funktionsmäßigen Verfügbarkeit, Wirksamkeit und Sicherheit von Wirkstoffen befasst.

Auf einen Blick

Kategorie Beschreibung
Forschungsprojekt Applied Research on Disperse Colloidal Polymers (DisCoPol) 
Leitung Prof. Dr. Jan Wilkens 
Fakultät Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften 
Beteiligte Suzanne Aubin, Prof. Dr. Martin Bonnet, Matthias Frangenberg Prof. Dr. Birgit Glüsen, Christoph Grau, Prof. Dr. Marc Leimenstoll, Prof. Dr. Jan Wilkens (alle TH Köln), Prof. Dr. Annette Schmidt (Department für Chemie der Universität zu Köln) 
Projektpartner Covestro Deutschland AG, Vinnolit GmbH & Co. KG 
Fördermittelgeber BMBF 
Laufzeit 01.08.2018 bis 31.07.2021 
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