Entwicklung neuer Vernetzungsstrategien für die Herstellung von Silikonhybridschichten

AUFGABENSTELLUNG

Für die industrielle Herstellung von Silikon­materialien in Rolle-zu-Rolle-Prozessen hat sich die platin­katalysierte Hydro­silylierung etabliert. Bei der Vernetzung von Silikon mit organischen Strukturen ist die Hydro­silylierung jedoch stark limitiert. Grund dafür ist die Inhibierung des Platin­katalysators durch stickstoff- und schwefel­organische Verbindungen. Zudem treten unerwünschte Neben­reaktionen auf, wenn OH-haltige Strukturen vorliegen.

Für die Herstellung von Silikon­hybrid­materialien über einen effizienten Prozess sind folglich alternative Vernetzungs­reaktionen erforderlich. Bedarf besteht dabei für Vernetzungs­prozesse, die sich neben der Toleranz von organischen Verbindungen durch kurze Reaktions­zeiten und eine einfache Prozess­führung auszeichnen.

PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE

Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Strategien zur in-situ-Vernetzung von Silikon mit organischen Strukturen. Der Fokus liegt dabei auf radikalischen Reaktionen (Peroxid- und Photovernetzung). Es sollen Formulierungen entwickelt und Prozess­parameter erarbeitet werden, die eine hohe Vernetzungs­effizienz ermöglichen. Die Vernetzungs­reaktionen werden in Hinblick auf einen Streich­beschichtungs­prozess ohne Schutz­gas­atmosphäre untersucht.

NUTZEN | AUSBLICK

Gelingt eine effiziente Vernetzung von Silikon mit organischen Strukturen, kann ein Beitrag für die Etablierung von flächigen Silikon­hybrid­materialien geleistet werden. Nutzen wird für Einsatz­gebiete gesehen, die neben einer hohen Beständig­keit eine gewisse Polarität oder spezifische polare Gruppen fordern. Mögliche Anwendungen stellen Elektrolyt­membranen sowie dielektrische Elastomer­folien dar. Potential besteht auch für membran­basierte Trenn­prozesse wie die Pervaporation, Nanofiltration und Gastrennung. Während sich reine Silikon­membranen durch eine sehr hohe Flussrate und Gasperme­abilität auszeichnen, wird ihr Einsatz bisher durch eine mäßige Selektivität und Lösungs­mittel­beständig­keit limitiert.