Superhydrophobe Oberflächen durch Mikrokapseln in Kunststoffen
Forschungsprojekt NaSuKoMi soll langlebige wasserabweisende Oberflächen ermöglichen
Würzburg, 24.03.2025 (PresseBox) - Durch Integration von Mikrokapseln in Kunststoffcompounds können diverse Eigenschaftsverbesserungen in Bauteilen erzielt werden. Am Kunststoff-Zentrum SKZ werden mittels Mikrokapseln in Kunststoffen superhydrophobe Oberflächen entwickelt.
Extrem wasserabweisende oder superhydrophobe Oberflächen bieten viele Vorteile. Sie werden beispielsweise im Schiffsbau oder in Rohrsystemen eingesetzt, um die Reibung mit Wasser oder anderen Flüssigkeiten zu minimieren.
Eine weitere spannende Anwendung betrifft ein Alltagsproblem und kommt aus dem Automobilbereich. Bei kalten Außentemperaturen kann man Autofahrer oftmals kräftig an den Türen ziehen sehen; so kann es bei den Schließsystemen an Autotüren aufgrund von Eisbildung zwischen dem Metallrahmen und den beweglichen Teilen zu erhöhter Reibung oder sogar zum Blockieren des Schließsystems kommen. Auch hier können superhydrophobe (SHP) Oberflächen diese Eisbildung vermeiden. Durch die starke Beanspruchung und entsprechende Belastung allerdings verliert die Beschichtung in diesem Einsatzbereich schnell ihre Wirkung bzw. wird auf Dauer einfach abgenutzt.
Um diese Herausforderung zu meistern, hat sich ein Projektteam zusammengeschlossen. Das Kunststoff-Zentrum SKZ kooperiert mit dem Fraunhofer Institut für angewandte Polymerforschung, der Carl Bechem GmbH und der 4D Concepts GmbH, um eine SHP – Oberfläche zu entwickeln, deren Effekt nachhaltig und langlebig u.a. der Eisbildung an den beweglichen Teilen von Schließsystemen vorbeugen soll.
„Unser Ansatz ist es, eine Beschichtung mit Mikrokapseln zu entwickeln, die mit einer superhydrophoben Substanz gefüllt sind und direkt ins Material eingebracht werden, wodurch sich die Schicht immer wieder erneuert. Das Bauteil würde dadurch langlebiger und auch ressourceneffizienter, denn eine immer wiederkehrende externe Applikation auf die Oberfläche wäre dann nicht mehr nötig.“ erklärt Patrick Limbach, Senior Engineer am SKZ.
Durch Integration von Mikrokapseln in Kunststoffcompounds können diverse Eigenschaftsverbesserungen in Bauteilen erzielt werden. Am Kunststoff-Zentrum SKZ gibt es bereits aus anderen Forschungsvorhaben umfangreiche Erfahrungen mit der Entwicklung und dem Einbringen von Mikrokapseln in Kunststoffsysteme. Bei einem Erfolg des im September 2024 gestarteten und bis 2027 geplanten Forschungsprojektes sind zusätzliche Anwendung für selbstregenerierenden SHP-Oberflächen denkbar. Überall dort, wo tribologisch belastete Beschichtungen im Außenbereich zum Einsatz kommen, kann die Entwicklung Vorteile bringen.
Beispiele sind Rolltore oder Außenrollos, bei denen Vereisung zu ähnlichen Problemen führen und den Antriebsmotor belasten.
