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TU-Clausthal Institut für Physikalische Chemie

FRET zur Untersuchung der Filmbildung

Rote und blaue Kreise, die sich miteinander verbinden, um einen Interdiffusionsprozess zu erklären
In der dritten Phase der Filmbildung kommt es zur Polymer-Interdiffusion.
Wenn die verschiedenen Polymerketten geeignet Fluoreszenz-markiert sind, und wenn sich weiterhin die verschiedenen Ketten vermischen, wird die Anregungs-Energie vom Donor auf den Akzeptor übertragen.

Polymerfilme werden oft aus wässrigen Polymerdispersionen hergestellt. Polymerdispersionen bestehen aus Polymernanopartikeln in Wasser. Die Verfilmung von trocknenden Polymerdispersionen läuft in drei Stufen ab: der Wasserverdunstung, der Partikeldeformation und der Polymerinterdiffusion.  Die Polymerinterdiffusion ist notwendig, damit sich ein homogener Film mit ausreichender Kohäsion ausbildet. In diesem Schritt diffundieren Polymerketten in benachbarte Partikel, die Partikelgrenzen verschwinden und ein Verhakungsnetzwerk bildet sich aus.  

Die Arbeitsgruppe benutzt Förster-Resonanz-Energie¬transfer (FRET), eine Fluoreszenzmethode, um die Interdiffusion zu verfolgen.  Derzeit untersuchen wir in Zusammenarbeit mit der BASF SE die Interdiffusion in wasserbasierten Haftklebstoffen. Haftklebstoffe bestehen aus weichen, leicht vernetzten Polymeren. Um die Kohäsion zu erhöhen, werden die Ketten während der Filmbildung ionisch vernetzt. Eine ionische Vernetzung ist grundsätzlich reversibel, was es ermöglicht, selbst-heilende Materialien zu entwickeln. Mittels FRET-Messungen konnte die Interdiffusion nachgewiesen werden; die Vernetzung im trockenen Film konnte durch mechanische Messungen verifiziert werden.
 

Personen

Christopher Hirth,
apl. Prof. Jörg Adams,
Prof. Diethelm Johannsmann

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