Durch Atmosphärendruck-Plasmen (Coronaentladung) erfolgen Oberflächenfunktionalisierungen von Polymerfolien, beispielsweise der Einbau von Hydroxyl- und Carboxylgruppen in Polyethylen, die die Oberflächeneigenschaften (Oberflächenspannung) verändern. Die Weiterentwicklung und Optimierung der Plasmabehandlungen erfordert Untersuchungen sowohl der Gasphaseneigenschaften als auch der Oberflächenchemie und der Oberflächenmorphologie. Die während der Oberflächenbehandlung mögliche optische Emissionsspektroskopie (OES) kann Veränderungen der Plasmaentladung feststellen. Die Information aus der OES können zur Prozessanpassung und Qualitätssicherung der Oberflächenbehandlung verwendet werden.

Nanostrukturierte und funktionalisierte Oberflächen an Spritzgussteilen. (PDF)

An Fügeverbindungen in Bauteilen aus Hochleistungsfolien (zum Beispiel flexible Dach- und Fassadenbauteile) werden hohe Einsatzanforderungen besonders an die mechanische Stabilität gestellt. Gleichzeitig muss das Fügeverfahren auch flexibel einsetzbar sein und verschiedene Schweißnahtgeometrien ermöglichen. Deshalb wird, neben der Optimierung der konventionellen thermischen Schweißverfahren, das Laserdurchstrahlschweißen von Polymerfolien weiter entwickelt. Dabei ist der Auftrag des für das Schweißen von transparenten Folien notwendigen Absorbermaterials ein entscheidender Prozessschritt. Sowohl das Folienmaterial als auch die Schweißverbindungen werden mit verschiedenen Verfahren einsatznah mechanisch geprüft und die Werkstoff- und Schweißnahteigenschaften zur Bewertung des Einsatzverhaltens der Folienbauteile genutzt.

Polymerfolien für Dachkonstruktionen im biaxialen Zugversuch. (PDF)

Beschichtungen von Polymerfolien aus wässrigen Lösungen oder aus der Gasphase erfolgen, um gewünschte funktionale Eigenschaften (Oberflächenspannung, Haftung, Antifoulingausrüstung) zu erhalten. Für den jeweiligen Anwendungsfall maßgeschneidert, werden Verfahrensentwicklungen und -optimierungen an Laboranlagen oder direkt bei Kunden durchgeführt. Die morphologische Charakterisierung der Beschichtungen und der Oberflächen erfolgt vorrangig mittels Elektronenmikroskopie (REM, TEM) und Rasterkraftmikroskopie (AFM), die chemische Charakterisierung unter anderem durch Infrarotspektroskopie (FTIR), Massenspektroskopie (TOF-SIMS, ICP-MS) oder Photoelektronenspektroskopie (XPS). Für die Qualitätssicherung des Beschichtungsvorgangs werden an industrielle Beschichtungsprozesse angepasste inline Methoden unter Berücksichtigung der jeweiligen Kundenanforderung entwickelt und zur Anwendung gebracht.

Inline-Diagnostik von Nassbeschichtungen. (PDF)

Nanoporöses Aluminiumoxid, das durch anodische Oxidation von Aluminium erzeugt wird, ist gekennzeichnet durch parallel zur Oberfläche ausrichtete, regelmäßig angeordnete Nanoporen. In Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen können freitragende Membranen (Membranfläche derzeit bis 50 cm²) mit Porengrößen zwischen 20 nm und 350 nm und mit einer sehr engen Porengrößenverteilung erhalten werden. Aus vorgeprägten Aluminiumfolien werden mechanisch stabilisierte, freitragende Membranen hergestellt, die durch geringe Membrandicken (wenige Mikrometer) hohe Durchflussraten aufweisen. Die am Institut nach Kundenwunsch hergestellten Membranen werden unter anderem für Filtrationsanwendungen, als Kapillarmembran in der Folienbeschichtungstechnik oder als Zellkultursubstrat für das Tissue Engineering verwendet.

Nanoporöse Membranen für die funktionelle Nassbeschichtung. (PDF)