Polymer-Nanoschäume nach dem NF-CID-Verfahren: Einfluss des Additivs Aceton

Kavita Singh Ghotra, 2013

Nanoporöse Materialien gewinnen aufgrund besonderer Eigenschaften, wie einer enorm niedrigen Wärmeleitfähigkeit, optischer Transparenz und hoher mechanischer Festigkeit immer mehr an wissenschaftlichem und wirtschaftlichem Interesse.

Das NF-CID-Verfahren (Nanofoams by Continuity Inversion of Dispersions), ein von Strey und Müller¹ entwickeltes Herstellungsverfahren für nanoporöse Materialen, basiert auf Gaseinschlüssen in einer hochviskosen Polymermatrix. Ausgehend von kolloidalen Polymer-Nanopartikel-Kristallen konnten schon nanoporöse Materialien hergestellt werden. Um zukünftig diesen Batch-Prozess auf einen kontinuierlichen Extrusionsprozess übertragen zu können, wurde eine extrudierbare Alternative für das Ausgangsmaterial in Form von Polymer-Aceton-Gelen untersucht.

Unter Verwendung verschieden konzentrierter Aceton-Wasser-Lösungen konnten die kolloidalen Polymer-Nanopartikel-Kristalle in Gele überführt werden, wobei der Einfluss des Additivs Aceton auf Polymer-Nanopartikel mit unterschiedlichem Vernetzungsgrad und auf die daraus resultierenden Schäume untersucht wurde. Hierbei konnte festgestellt werden, dass der Erhalt der sphärischen Struktur der Polymer-Nanopartikel vom Vernetzungsgrad des Polymers abhängt. Gele aus bis zu 50 Gew.-%-igen Aceton-Wasser-Lösungen und Polymer-Nanopartikel mit bis zu 1 mol-% Vernetzeranteil konnten erfolgreich geschäumt werden. Die erzielten porösen Materialien mit einer Porengröße von 100-500 nm zeigen, dass diese Gele als Ausgangsmaterial für das NF-CID-Verfahren geeignet sind.

¹ R. Strey und A. Müller, WO002012072755A2, 2012.