Projektbeschreibung:

Die Prozessbedingungen bei der Trocknung dünner Schichten aus Mehrkomponentensystemen aus Polymer-Lösungsmittel-Additiven haben großen Einfluss auf die Produktqualität. So können je nach Trocknungsbedingungen gezielt Zusammensetzungsprofile in Produkten eingestellt oder vermieden werden. So konnte nachgewiesen werden, dass sich je nach Wahl der Trocknungsparameter im System Cellulosetriacetat (Polymer), Triphenylphosphat (Weichmacher) und Methylenchlorid lokal verschiedene Weichmacherbeladungen einstellen [1]. Dies ist in Abbildung 1 dargestellt.

                                       

Abbildung 1: Schematische Darstellung des Einflusses der Trocknungsbedingungen auf die Verteilung des Weichmachers Triphenylphosphat (TTP) in der fertigen Schicht

Solche Filme und Folien sind für viele industrielle Bereiche von Bedeutung, zum Beispiel in der Medizintechnik oder bei Herstellung moderner elektronischer Geräte (LCD-Bildschirme, organische Solarzellen, Batteriemembranen). Dabei spielen Diffusionsvorgänge eine wichtige Rolle. Mit Hilfe der am Institut entwickelten Inversen-Mikro-Raman-Spektroskopie (IMRS) können Trocknungsvorgänge lokal und zeitlich aufgelöst untersucht werden und ein tieferes Verständnis der Stofftransportvorgänge gewonnen werden.

                        

Abbildung 2: Prinzipskizze des Inversen-Mikro-Raman-Spektrometers

Auf Vorarbeiten am Institut aufbauend ([1], [2]), soll das Thema weiter vertieft werden, um ein besseres Verständnis der Trocknungsprozesse zu erhalten. Es werden Systeme mit mehr als einem Lösungsmittel und Zusätzen analysiert und systematisch untersucht. Die systematische Untersuchung wird dabei mit verschiedenen Modellstoffsystemen erfolgen.  Ziel des Projekts ist die Vorhersage von Konzentrationsprofilen in fertigen Schichten in Abhängigkeit der Prozessbedingungen.

[1]: M. Müller, M. Kind, R. Cairncross, W. Schabel, Diffusion in multi-component polymeric systems: Diffusion of non-volatile species in thin films, Eur. Phys. J. Special Topics 166, 103-106 (2009)

[2]: M. Müller, P. Scharfer, M. Kind, W. Schabel, Bestimmung von Diffusionskoeffizienten nichtflüchtiger Additive in Polymerbeschichtungen mit Hilfe der inversen Mikfo-Raman-Spektroskopie, CIT 82, S. 97 – 102, 2010