Prozesskette-Eigenschafts-Beziehungen einer nanopartikulären Beschichtung

• Antragsteller: Professor Dr. Georg Garnweitner; Professor Dr.-Ing. Arno Kwade
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 224958904

Die Herstellung von nanopartikulären Beschichtungen gewinnt für viele Anwendungen immer stärker an Bedeutung. Die anwendungstechnischen Eigenschaften der Beschichtungen hängen außer von den Stoffeigenschaften stark von den zugrunde liegenden Strukturen ab. Neben den Eigenschaften der Nanopartikel selbst haben vor allem die nachfolgenden Prozessschritte wie Formulierung, Verarbeitung und Trocknung maßgeblichen Einfluss auf die Strukturbildung und damit die Schichteigenschaften. Im Rahmen dieses Projektes wird daher die gesamte Prozesskette unter Variation der unterschiedlichen Einflussparameter betrachtet. Hierfür werden selbst synthetisierte und kommerzielle Nanopartikel über reaktive Gruppen so funktionalisiert, dass sie auf der einen Seite stabil sind und auf der anderen Seite in der Schicht über chemische Vernetzung miteinander verbunden werden. Die Ausbildung und Änderung der partikulären Strukturen und die sich daraus ergebenden Schichteigenschaften wurden in der ersten Projektphase mit unmodifizierten Partikeln für viele Parameter der einzelnen Prozessschritte untersucht. Ziel der zweiten Projektphase ist die nähere Untersuchung der Strukturbildung und Partikelvernetzung über gezielte Beschichtungsformulierungen und Veränderung relevanter Parameter entlang der Prozesskette. Zudem wird die gezielte Anbindung an das modifizierte Substrat betrachtet. Zur Beschichtung soll das Schlitzdüsenverfahren als vordosierte Beschichtungsmethode eingesetzt werden, wodurch sich sehr definierte Schichten mit vorgegebenen, von der Viskosität unabhängigen Schichtdicken herstellen lassen. Durch die Erarbeitung von weiteren Prozess-Eigenschafts- und Struktur-Eigenschafts-Beziehungen werden die bisher schon etablierten übergreifenden Zusammenhänge für die Schichtbildung erweitert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen