Betriebsoptimierte und umweltverträgliche Formulierungen für Nanopartikel zur Einarbeitung in Kunststoffe

Nanopartikel als Zusätze in Kunststoffen ermöglichen die gezielte Beeinflussung und die Erzeugung bestimmter Eigenschaften, wie beispielsweise Festigkeit, Kratzbeständigkeit, UV-Absorptionsvermögen, in den entstehenden Kompositen. Der großtechnischen Nutzung dieser Möglichkeiten stehen zum Einen ein hoher technischer Aufwand, um die Nanopartikel in den Kunststoff einzubringen und zum Anderen Aspekte des Arbeitsschutzes beim Umgang mit dem die Nanopartikel enthaltenden Schüttgut als Ausgangsmaterial entgegen. Ziel des Förderprojekts 16127 BG der AiF ist es, die für die jeweilige Anwendung gewünschten, kommerziell erhältlichen Nanopartikel in einem anderen als Standardzusatz beim Extrudieren von Kunststoffen genutzten Material, fest zu verkapseln. Innerhalb dieser Formulierung genannt "NanoFix" sollen die Nanopartikel in hinreichend großer Konzentration und in gut dispergierter Form vorliegen. Der Syntheseprozess für diese Formulierung soll dabei so universell wie möglich einsetzbar sein. Als Trägermaterial werden Wachse ausgewählt, die aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften sehr gut geeignet sind, um als Trägermatrix für die disperse Phase zu fungieren. Die spezielle Eigenschaft der Wachse bei relativ geringen Temperaturen zu schmelzen und dabei schon kurz oberhalb der Schmelztemperatur eine geringe Viskosität zu besitzen [1], macht es möglich, die Partikel direkt in der Wachsschmelze zu dispergieren. Die so hergestellten Schmelzen werden anschließend erstarrt und zum Zielprodukt "NanoFix" aufbereitet. Die Forschungsstelle 1 befasst sich innerhalb des Projekts vorrangig mit der Herstellung der Nanopartikel-Wachs-Formulierungen sowie deren Aufbereitung. An der Forschungsstelle 2 werden die hergestellten Pulver an einem Laborextruder weiterverarbeitet und die damit hergestellten Komposite analysiert.