Schwierige Situationen sind ein Segen für die Polymerwissenschaft

Dec 28, 2023

Forscher in Japan haben einen Weg gefunden, Industriepolymere ohne den Einsatz von Leim oder anderen Bindemitteln klebrig zu machen.

AsianScientist (7. Januar 2019) – In einer in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlichten Studie berichten Wissenschaftler in Japan über eine Methode, um Industriepolymere klebrig zu machen, ohne dass Klebstoffe erforderlich sind.

Da Polymere wie Kunststoff und Gummi leicht, stark und unreaktiv sind, sind sie in vielen Bereichen des modernen Lebens nützlich. Allerdings müssen diese Polymere mit ätzenden Chemikalien oder Klebstoffen behandelt werden, damit sie sich an andere Materialien binden können.

In der vorliegenden Studie haben Forscher unter der Leitung von Assistenzprofessor Yuji Ohkubo von der Universität Osaka, Japan, einen Weg gefunden, durch Modifizierung der Oberflächen „klebriges“ Polydimethylsiloxan (PDMS), ein Polymer auf Siliziumbasis, und „klebrigen“ Kunststoff Polytetrafluorethylen (PTFE) herzustellen aus beiden Materialien.

PTFE wurde bei 200 Grad Celsius mit Plasma behandelt, wodurch sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen auf seiner Oberfläche sichtbar wurden. Andererseits wurde PDMS mit einem Plasmastrahl beschossen, der dadurch erzeugt wurde, dass Stickstoff- oder Luftplasma durch ein kleines Loch gedrückt wurde. Der Plasmastrahl bricht die Silizium-Kohlenstoff-Bindungen auf der Oberfläche und wandelt sie in Silanol um.

Unter hohem Druck bilden sich Wasserstoff- und kovalente Bindungen zwischen Silanol und den sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppen auf dem behandelten PTFE, wodurch PDMS und PTFE auch ohne Klebstoffe miteinander verbunden werden.

Die kombinierten Materialien weisen zudem synergistische Eigenschaften wie eine erhöhte Chemikalienbeständigkeit und eine bessere Schmutzabweisung auf. Wenn Polymerhersteller außerdem ein transparentes Endprodukt herstellen möchten, kann PTFE durch Perfluoralkoxyalkan ersetzt werden.

Das Team zeigte außerdem, dass sich das PDMS mit Kupfer und sogar Glas verbinden kann, wenn auch die Rückseite des PDMS der Plasmastrahlbehandlung unterzogen wird. Wie ein extrem starkes doppelseitiges Klebeband sorgt dieses dreischichtige Sandwich dafür, dass die Polymere sauber an anderen nützlichen Materialien haften.

„PDMS wird in der Medizin häufig eingesetzt, beispielsweise in Mikrofluidik-Chips. Es könnte enorme Vorteile mit sich bringen, wenn man PTFE und PDMS durch klebstofffreie Haftung vielseitiger für die Medizin- und Lebensmitteltechnologie macht“, sagte der Co-Autor der Studie, Professor Katsuyoshi Endo von der Universität Osaka.

Der Artikel ist zu finden unter: Ohkubo et al. (2018) Klebstofffreie Haftung zwischen wärmeunterstützten plasmabehandelten Fluorpolymeren (PTFE, PFA) und plasmastrahlbehandeltem Polydimethylsiloxan (PDMS) und ihre Anwendung.

———

Quelle: Universität Osaka. Haftungsausschluss: Dieser Artikel spiegelt nicht unbedingt die Ansichten von AsianScientist oder seinen Mitarbeitern wider.

#Japan #Materialwissenschaft #Universität Osaka #Kunststoff #Polymere #Gummi

Das Asian Scientist Magazine ist ein preisgekröntes Wissenschafts- und Technologiemagazin, das einem globalen Publikum F&E-Nachrichten aus Asien präsentiert. Das Magazin wird von der in Singapur ansässigen Wildtype Media Group herausgegeben.

Das Asian Scientist Magazine ist ein preisgekröntes Wissenschafts- und Technologiemagazin, das einem globalen Publikum F&E-Nachrichten aus Asien präsentiert. Das Magazin wird von der in Singapur ansässigen Wildtype Media Group herausgegeben.