Studies of gas permeation mechanisms in thin composite coating layers

In this thesis, composite barrier coatings were developed that enable the transition from non-recyclable multi-material packaging to recyclable mono-materials. Efficient gas barriers can be achieved through targeted exfoliation of fillers such as montmorillonite and adaptation to common coating processes. The influence of filler morphology, polymer-filler compatibility and particle orientation in the coating layer on the barrier effect was investigated. The aim is to develop a sustainable, scalable solution for future packaging.

In dieser Arbeit wurden Kompositbarrierelacke entwickelt, die den Übergang von nicht recyclingfähigen Multimaterialverpackungen hin zu recyclingfähigen Monomaterialien ermöglichen. Durch gezielte Exfolierung von Füllstoffen wie Montmorillonit sowie die Anpassung an gängige Beschichtungsverfahren lassen sich effiziente Gasbarrieren realisieren. Es wurde der Einfluss der Füllstoffmorphologie, der Polymer-Füllstoff-Kompatibilität und der Orientierung der Partikel in der Lackschicht auf die Barrierewirkung untersucht. Ziel ist eine nachhaltige, skalierbare Lösung für künftige Verpackungen.