Projektnummer: IW060342
Fördermittelgeber: BMWi, INNOWATT
Laufzeit: 01.04.2006 - 31.03.2008

Gegenüberstellung derzeitiger und angestrebter Eigenschaften

Das bloße Einmischen von organischem Farbstoff in Polyolefine im Extrusionsprozess führt zu Materialien, welche ein starkes Ausbluten bei erhöhten Temperaturen aufweisen. Die Alternative sind vergleichsweise preisintensive Farbpigmente. Die Ursache für diese unerwünschte Migration ist die Inkompatibilität zwischen Farbstoff und der unpolaren Matrix. Deshalb sollte im Rahmen des Projektes untersucht werden inwieweit die amphiphile Natur der hochverzweigten (hvz) Polymere - als Farbstoffträger und Interkalant in den Clays (Abb.1) - zu einer verbesserten Einfärbbarkeit von Polylefinen beitragen kann.

Schematische Darstellung des Ansatzes zur Herstellung der eingefärbten PP-Clay-Nanocomposites im Rahmen des Projektes

Umsetzung

Verschiedene hvz Polyester und Polyamine wurden für die Herstellung der PP-Clay-Nanocomposite-Materialien via Extrusionsverfahren ausgetestet. Ein Screening unterschiedlicher ausgewählter Rotfarbstoffe (Anthraquinon, Coumarin, Perinon) war zudem durchgeführt wurden. Die eingefärbten Nanocomposite-Materialien wurden schließlich zu Flachfolien verarbeitet. An diesen wurden neben der Analyse des Ausblutens der Farbmittelzusätze weitere umfangreiche Untersuchungen (u.a. biaxiale Reckversuche, Zugversuchstests und Farbmessungen) durchgeführt.

Erreichung der Ziele

Im Vergleich zu eingefärbten Polypropylen ohne Kompatibilizer zeigten die untersuchten PP-Clay-Nanocomposite-Filme ein reduziertes Ausbluten, was dem synergistischen Zusammenwirken der hvz Polymer- und Schichtsilikatzusätze zugeschrieben werden kann. Zudem führte die Inkorporation der hvz Polymere zu verbesserten Zugeigenschaften gegenüber einem unmodifizierten BOPP-Material bei niedrigeren Recktemperaturen. Allerdings zeigte sich auch, dass es nicht möglich ist allein durch die hvz Polymere die üblicherweise eingesetzten Kompatibilizer zu substituieren, welche notwendig sind um infolge einer Exfolierung der Nanoclays in der Polymermatrix weitere mechanische und Barriereigenschaftsverbesserungen zu erlangen.