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Insbesondere für Beschichtungen (Coatings) wurden
in jüngster Zeit viele funktionale Polymersysteme erforscht,
entwickelt und eingesetzt. Auch Grenzflächenphänomenen zwischen
Beschichtungen und Oberflächen müssen Lackchemiker ebenso wie
Polymerchemiker nachgehen. Ihre gemeinsame Forschung gilt ferner
reaktiven Polymeren, nano- und mikrofunktionalen Systemen sowie
Nanocompositen und Hybridmaterialien. All diese Themen werden in Mainz
aufgegriffen.
Darüber hinaus sind die Teilnehmer der Tagung auch
daran interessiert, aus berufenem Munde etwas über den
Forschungsstandort Deutschland zu erfahren. Dr. Alfred Oberholz,
stellvertretender Vorstandsvorsitzender der Degussa AG, will der Frage
nachgehen, ob aus der inventiv gut aufgestellten Forschung in
Deutschland (bei den Patentanmeldungen weltweit auf Platz drei) nicht
auch eine gestärkte Innovationskultur hervorgehen könnte, ein Feld,
auf dem Deutschland einen großen Nachholbedarf hat. Große
Chemieunternehmen wie die Degussa versuchen beispielsweise, mit
Projektcentern Innovationsprozesse besser zu organisieren. Noch
wichtiger sei es aber, so Oberholz, die richtigen Wachstumsfelder
ausfindig zu machen und zu bearbeiten, wozu er in der Chemie
beispielsweise funktionelle Kunststoffe und nachwachsende Rohstoffe
zählt.
Eine für die Forschung wie auch für Innovationen
weiterhin äußerst interessante Gruppe von Makromolekülen sind die
Polyelektrolyte. Natürlichen wie auch industriellen Ursprungs sind sie
weit verbreitet und werden bereits jetzt viel verwendet. Zu ihnen
gehören beispielsweise Polysaccharide, Proteine, Polyphosphate oder
modifiziertes Polyacrylamid. Zahlreiche Verfahren zur Veredelung von
Oberflächen benötigen Polyelektrolyte. Ferner werden sie für
Haarkosmetika, für Hygieneartikel, für die Bodenverbesserung, als
Verdickungs-, Flockungs- oder Gleitmittel genutzt. Zur Optimierung
ihrer Nutzung und für weitere denkbare Einsatzmöglichkeiten müssen
ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften und
Oberflächenwechselwirkungen weitaus besser verstanden werden, wie
Professor Dr. Matthew Tirrell von der University of California in
Santa Barbara in Mainz verdeutlichen wird.
Grundlagenforschung mit starkem Anwendungsbezug
betreibt auch der Freiburger Material- und Polymerchemiker Professor
Dr. Rolf Mülhaupt. In seinem Vortrag über "Funktionspolymere und
multifunktionelle Nanohybride" berichtet er über neue polymere
Nanosysteme und Lackformulierungen. Hochfunktionalisierte
makromolekulare Nanopartikel haben ein breitgefächertes
Anwendungsspektrum, das von Reaktivharzen und Haftvermittlern bis zu
Nanocompositen mit Skelettstrukturen und Gradientenwerkstoffen mit
in-situ Oberflächenbeschichtung reicht (nanostrukturierte Netzwerke
aus hyperverzweigten Makromolekülen).
Die Anwendung neuer Erkenntnisse aus der
Grundlagenforschung erfolgt z.B. in der Automobillackierung, damit die
drei Forderungen, höhere Qualität zu niedrigeren Kosten bei geringerer
Umweltbelastung, erfüllt werden können. So gilt für den
Korrosionsschutz die abwasserfreie Elektrotauchlackierung als die
beste technische Lösung, wobei die gemischte Substratbauweise aus
Stahl, Aluminium und Kunststoff nach wie vor für diese Technik eine
große Herausforderung darstellt. Lösemittelhaltige Füller für den
Steinschlagschutz werden durch gleichwertige Wasserfüller ersetzt,
deren Einbrenntemperaturen wegen der Mitverwendung von Kunststoff an
der Karosserie teilweise deutlich abzusenken waren. Neuere
Lackkonzepte könnten sogar schon bald die Füllerschicht überflüssig
machen, wie Dr. Karl-Friedrich Dössel von DuPont Performance Coatings,
Wuppertal, ausführen wird. Weltweit wird noch die Mehrzahl der Autos
mit lösemittelhaltigen Lacken lackiert, während in Europa die
umweltfreundlichere Wasserbasislack-Technologie schon seit einigen
Jahren überwiegt. Neuere Entwicklungen beim Klarlack
(lösemittelhaltig, wässrig, Pulverklarlack oder UV-härtend) zielen auf
bessere Chemikalien- und Kratzbeständigkeit. Hierbei spielen die
Strukturen der Polymernetzwerke in Lacken eine entscheidende Rolle.
Der ökologische und ökonomische Trend hin zu
wasserbasierten Polymerprodukten wie Lacken oder Klebstoffen hat die
Entwicklung neuer Techniken zur Herstellung polymerer Nanopartikel
stimuliert. In einem Übersichtsvortrag stellt Professor Dr. Markus
Antonietti vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und
Grenzflächenforschung, Potsdam, diese neuen Techniken und Konzepte
vor. Zu ihnen gehören Miniemulsionen in Nanotröpfchen, die Kopplung
von schneller Mikrowellenheizung mit stabilen Monomertröpfchen im
Nanobereich oder die klassische Emulsionspolymerisation mit neuen
Copolymeren.
In den weiteren 24 Vorträgen der Mainzer Tagung
geht es u.a. um die Abhängigkeit von Spannungen und Haftung
UV-gehärteter Lacke auf Polyacrylatbasis vom Grad der Vernetzung
dieser Polymere, um silanhärtende Polyurethansystheme und ihre
Anwendung als elastische Kleb- und Dichtstoffe, um hochflexible
Niedrigtemperaturpulverlacke für Außenbeschichtungen, um neue
Synthesestrategien für bioabbaubare und biokompatible Polyester, um
die Modifizierung von Kunststoffen, um antistatische Beschichtungen,
um halbleitende Donorpolymere für organische Solarzellen, um die
Herstellung von organischen Halbleitern mit Multischichtstruktur für
die OLED-Technologie und generell um Polymerbeschichtungen für die
Mikroelektronik.
Zur Eröffnung der Tagung verleiht die
GDCh-Fachgruppe Makromolekulare Chemie den Reimund-Stadler-Preis. Zwei
Preisträger, Habilitanden aus deutschen Polymerarbeitskreisen,
erhalten je 2.500 Euro. Die diesjährigen Preisträger sind Dr. Annette
Monika Schmidt (Universität Düsseldorf), deren Arbeiten zur
Beschichtung von magnetischen Nanopartikeln mit speziellen,
funktionalisierten Polymeren ausgezeichnet werden, und Dr. Jan Sandler
(Universität Bayreuth), der den Preis für die Evaluierung der
Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Kohlenstoff-Nanoröhrchen und
deren polymeren Verbundwerkstoffen erhält. |
