Oberflächenmodifizierung von Partikeln und Fasern durch Polymerpräzipitationsverfahren

Die gezielte Modifizierung von Teilchenoberflächen hat sich innerhalb des letzten Jahrzehnts zu einem bedeutsamen Forschungszweig, vor allem in der Pigmentindustrie, entwickelt. Einen erneuten Schwerpunkt dürfte hierbei künftig die gezielte Oberflächenmodifizierung von Nanopartikeln darstellen. Jedoch auch im Textilbereich, und hier vor allem bei technischen Textilien, besteht ein großes Interesse an gezielter Oberflächenveränderung. Besonders attraktiv erscheint dabei, dass durch eine optimal gestaltete Oberflächenmodifizierung Produkte, welche seit längerer Zeit dem Stand der Technik entsprechen, mit besserer Performance und zusätzlichen Eigenschaften versehen werden können und damit höhere Attraktivität am Markt erlangen. Aufgrund der großen Anzahl verfügbarer Verfahren gestaltet es sich manchmal selbst für den Experten schwierig, zeitnah eine Lösung für eine optimale Oberflächenmodifizierung von Partikeln zu finden. Ein zentraler Aspekt für diese Auswahl der richtigen Methode stellt die zugrundeliegende Frage- bzw. Problemstellung dar, welche durch die neue Oberfläche verbessert werden soll. Viele Fragestellungen in der Praxis lassen sich dem Aspekt gezielter Anpassung hydrophober/hydrophiler Eigenschaften zuordnen, jeweils verbunden mit der Fragestellung einer Kompatibilisierung für eine bestimmte Beschichtungsformulierung. Eine erfolgreiche Optimierung von hydrophilen/hydrophoben Oberflächeneigenschaften kann beispielweise unter Verwendung von reaktiven Silankomponenten erfolgen. Ist eine relativ ausgeprägte Benetzung und Kompatibilisierung erwünscht, sollen die Partikel bessere Stabilität gegenüber Flockulation aufweisen, oder soll sogar eine Verkapselung bzw. eine Auffällung von funktionellen Komponenten auf die Partikel erfolgen, so sind meistens Polymerpräzipitationsverfahren die bessere Wahl. Das Fraunhofer IPA nutzt seit längerer Zeit erfolgreich unterschiedliche Polymerpräzipitationsverfahren zur gezielten Oberflächenmodifizierung und Funktionalisierung sowohl von Metall- und Perlglanzpigmenten, als auch von anorganischen und organischen Farbpigmenten und Nanopartikeln. Diesbezüglich kann auf ein relativ umfangreiches Erfahrungspotential zurückgegriffen werden. Neuerdings wurden unter Verwendung von LCST-Polymeren auch Faseroberflächen modifiziert. Es zeigte sich jedoch, dass für diese Anwendung neuartige reaktive LCST-Polymere notwendig werden, welche durch höhere Vernetzungsdichte eine höhere Permanenz erzielen. Durch diese größere Resistenz der Faserbelegung wird beispielsweise bei Waschvorgängen eine bessere Beständigkeit sichergestellt.