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Department Chemie
Hornluftdosierung an einer Spritzpistole im Praktikum Lackapplikation Bildinformationen anzeigen
Kolorierte Rasterelektronenmikroskopaufnahme eines Effektpigmentes Bildinformationen anzeigen
Mittels des PeakForce QNM-Messmodus lassen sich nanomechanische Eigenschaften am Rasterkraftmikroskop ermitteln. Bildinformationen anzeigen
Kolorierte Rasterelektronenmikroskopaufnahme einer mmonodispersen Polymerdispersion Bildinformationen anzeigen
Probenwechsel unter dem Infrarotstrahler Bildinformationen anzeigen
Ermittlung der Kornfeinheit mittels Grindometer im Praktikum Bildinformationen anzeigen

Hornluftdosierung an einer Spritzpistole im Praktikum Lackapplikation

Foto: Irina Regehr, CMP, Universität Paderborn

Kolorierte Rasterelektronenmikroskopaufnahme eines Effektpigmentes

Foto: Nadine Buitkamp, CMP, Universität Paderborn

Mittels des PeakForce QNM-Messmodus lassen sich nanomechanische Eigenschaften am Rasterkraftmikroskop ermitteln.

Foto: Irina Regehr, CMP, Universität Paderborn

Kolorierte Rasterelektronenmikroskopaufnahme einer mmonodispersen Polymerdispersion

Foto: Nadine Buitkamp, CMP, Universität Paderborn

Probenwechsel unter dem Infrarotstrahler

Foto: Irina Regehr, CMP, Universität Paderborn

Ermittlung der Kornfeinheit mittels Grindometer im Praktikum

Foto: Irina Regehr, CMP, Universität Paderborn

Coatings, Materials & Polymers
Prof. Dr. Wolfgang Bremser

Beflammanlage

Im Fach CMP des Department Chemie der Universität Paderborn befindet sich eine Beflammungsanlage der Firma Arcotec im Einsatz. Mit ihr werden momentan Kunststoffproben für die anschließende Lackierung vorbehandelt.

Seitenansicht Flammendüse mit Flammenfront

Unpolare Materialien, wie z.B. Polypropylen, sind schlecht zu lackieren. Sie besitzen eine unpolare Molekülstruktur. Daraus ergibt sich eine niedrige Oberflächenenergie. Diese bildet eine schlechte Voraussetzung für die Benetzung (besonders bei Verwendung von Wasserlacken) und die Haftung. Ohne reaktive Molekülgruppen können als physiochemische Bindungen nur die relativ schwachen Van-der-Waals-Kräfte für die Verbundfestigkeit sorgen.
Um solche Kunststoffe dennoch mit einem haltbaren Beschichtungsstoff versehen zu können, kommen verschiedene Vorbehandlungsmethoden in der Industrie zum Einsatz. Dabei ist die Beflammung die am häufigsten anzutreffende Vorbehandlungsmethode im Automobilsektor. Die Beflammung arbeitet kontinuierlich, ist relativ leicht in der Handhabung und kostengünstig.

Schrägansicht Pistolendüse mit Flammenfront im manuellen Einsatz

Bei der Verbrennung des Reaktionsgases (z.B.: mit Luft abgemischtes Propan- oder Butangas) entstehen Reaktionsprodukte (u.a. CO2 und H2O), die teils radikalisch vorliegen. Diese Produkte und der nicht umgesetzte Luftsauerstoff sind in der Lage beim Beflammen von Kunststoffen, Polymerketten aufzubrechen, Wasserstoff zu abstrahieren und sich an die Moleküle anzulagern. Dabei entstehen polare Gruppen (Hydroxyl-, Hydroxyperoxid-, Aldehyd-, Keto- und Carboxylgruppen) in der Kunststoffoberfläche. Dies erhöht den polaren Anteil der Oberflächenenergie erheblich, wodurch Benetzung und Haftung begünstigt werden. Physiochemische Bindungen zwischen Beschichtungsmaterial und dem Untergrund werden ermöglicht. Zusätzlich dazu können dünne Verschmutzungsschichten entfernt werden und es kann zur mikroskopischen Aufrauung kommen. Wodurch sich die Kontaktfläche erhöht und wodurch vermehrt mechanische Verankerungsmöglichkeiten entstehen.

Die haftungsverbessernde Eigenschaft der Beflammung wird jedoch nicht nur beim Lackieren eingesetzt. So findet sich auch beim Verkleben, Bedrucken, Beflocken, Beschäumen, usw. Verwendung. Auf Folien kommt die Technologie auch zum Einsatz. In der Metall- und Keramikindustrie dient die Beflammung der Reinigung.

Pistolenkopf vor Probenhalter mit Probe
Apparativer Aufbau zum Beflammen von planaren Kunststofftafeln mit pneumatischen Linearantrieb und kontaktloser Temperaturmessung
Steuereinheit mit Gasversorgung

Die Universität der Informationsgesellschaft