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Synthesechemie

für maßgeschneiderte Funktionspolymere

Das Forschungsteam Synthesechemie steht für ein maßgeschneidertes Funktionspolymerdesign (Macromolecular Engineering) und ist fokussiert auf Additiv- und Polymersynthesen zur chemischen bzw. physikochemischen Modifizierung von vorzugsweise thermoplastisch verarbeitbaren Polymeren.

Das Materialspektrum umfasst industrielle Standardpolymere, Biowerkstoffe und Spezialpolymere bis hin zu Hochleistungs- bzw. High-Tech-Polymeren mit hohen Schmelz- bzw. Verarbeitungstemperaturen.

Ein bedeutender Forschungskomplex ist die Entwicklung kundenspezifischer Lösungen zur bioaktiven Oberflächenfunktionalisierung verschiedenster Kunststoffmaterialien. Dazu kann eine vorhandene Basistechnologie auf unterschiedliche Produktanforderungen optimiert werden.

Diese Arbeiten beinhalten aktuell:

  • Synthese, Modifizierung, Charakterisierung und Erforschung der Wirksamkeit funktionalisierender, sich spontan während der Polymerverarbeitungsprozeduren an Ober- bzw. Grenzflächen durch Migration und Segregation anreichernder Polymeradditive. Diese verleihen den damit modifizierten Polymerwerkstoffen gezielt:
    • polare / hydrophile Eigenschaften
    • hydrophobe Eigenschaften
    • antibakterielle Eigenschaften
    • flammhemmende Eigenschaften
    • UV-Lichtschutz-Eigenschaften
    • Barriere-Eigenschaften
    • Kennzeichnungsmerkmale

Auf diese Weise entstehen Funktionspolymersysteme mit Struktur- und Eigenschaftsgradienten - sogenannte Gradientenwerkstoffe. 

Weitere individuelle Schwerpunkte sind:

  • thermotrope "reactive LCPs" und compatibilisierende reaktive Polymeradditive als molekulare Verträglichkeitsvermittler für homogenisierte Polymerblends durch “reactive polymer blending”
  • bifunktionelle Reaktivkoppler ("chain extender") und reaktive  „Modifier“ zur Polymermodifizierung mittels “reactive compounding”
  • trivalente Polymeradditive zur kovalenten Implementierung von Zusatzfunktionen
  • Polymer- und Additivsynthesen unter Verwendung biobasierter Rohstoffe
  • Modifizierung und Verformung biobasierter Polymerwerkstoffe zu Fasern
  • supramolekulare, reaktive Komplexbildner zur permanenten Polymermodifizierung
  • Synthese von Spezial- und Funktionspolymeren sowie von Polymeradditiven in Kleinchargen, einschließlich Auftragssynthesen und Herstellung von Mono- und Multi- Filamenten, Fasern und Folien aus Funktions- und Spezialpolymeren bzw. "High-Tech"- Polymeren mit hohen Schmelz- bzw. Verarbeitungstemperaturen
  • Bikomponenten – Hochtemperatur – Schmelzspinntechnologie mit Spinngeschwindigkeiten von bis zu 6.000 m/min (LOY, POY, HOY, FOY)
  • Entwicklung von Spezialfasern mit schaltbaren Trägersystemen für medizinische Wirkstoffe

Technische Ausstattung

  • Multifunktionssyntheseanlage zum „scale-up“ chemischer Syntheserouten im Kg – Maßstab
  • Synthesen bis 100l-Reaktor
  • Reaktionsanalysen mittels online - IR - Spektroskopie (IR-Sonde)
  • Kalorimetrie chemischer Reaktionen
  • Polymerverarbeitung mit geringem Materialeinsatz
  • Mini- Schmelzspinnapparatur (m ≤ 8 g; δ ≤ 360 °C)
  • Midi- Schmelzspinnapparatur (Q1: 10 - 115 g/h; Q2: 80 - 980 g/h; δ ≤ 430 °C)
  • Hochtemperatur-Schmelzspinntester (Q ≤ 3 kg/h; δ ≤ 450 °C; v ≤ 4.000 m/min)
  • Bi-Komponenten- Hochtemperatur- Schmelzspinnapparatur (Q ≤ 5 kg/h; δ ≤ 450 °C; v ≤ 6.000 m/min)
  • 60 MHz Tisch-NMR-Spektrometer für die Aufnahme von 1H-, 13C-, 19F- sowie 2D-Spektren