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08.06.2009

Selbstheilung durch Lichtstrahlen

An der Universität von Southern Mississippi in Hattiesburg haben Forscher ein neuartiges PUR-System mit selbstheilenden Eigenschaften entwickelt. Im Material enthaltene Zusatzstoffe bewirken, dass mechanische Schäden in der Oberfläche, beispielsweise Kratzer, unter UV-Bestrahlung durch chemische Reaktionen geglättet werden können. Diese Reaktionen werden durch zwei Zusatzstoffe im PUR, Oxetan und Chitosan, ausgelöst. Oxetan ist ein cyclischer Ether mit einem Sauerstoffatom im Ring. Bei Chitosan handelt es sich um ein natürlich vorkommendes Polyaminosaccharid, das sich vom Chitin ableitet.

Wenn das Material mechanisch übermäßig beansprucht wird, brechen an den geschädigten Stellen die Oxetanringe auf – dabei entstehen reaktive Gruppen. Das Chitosan bildet daraufhin unter UV-Bestrahlung neue Ether-Verbindungen im Polyurethan-Netzwerk. Die UV-Bestrahlung, die bei den Experimenten zum Einsatz kam, entspricht in etwa dem Sonnenlicht. Der Heilungsprozess von Kratzern in der Oberfläche dauerte zwischen 30 und 60 Minuten.

Im Vergleich zu anderen selbstheilenden Polymersystemen hat das neu entwickelte Material den Vorteil, dass zur Aktivierung der Vernetzungsreaktionen keine Temperaturveränderung notwendig ist. Darüber hinaus müssen die Zusatzstoffe Oxetan und Chitosan nur in relativ kleinen Mengen zum PUR-System zugegeben werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass beide Stoffe zu relativ günstigen Kosten verfügbar sind. Zukünftige Anwendungsmöglichkeiten sehen die Forscher vor allem bei Beschichtungen in den Bereichen Fahrzeugbau, Verpackung, Elektronik und Medizintechnik.

Dr.-Ing. Harald Sambale
sambale <AT> hanser.de

School of Polymers and High Performance Materials
118 College Drive #10076
USA Hattiesburg, MS 39406-0001
Tel: +1 601 266 4868
Fax: +1 601 266 5504


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