Abteilung
Chromogene Polymere

Chromogene Polymere

Reizvolle Materialien − Chromogene Polymere

Chromogene Materialien ändern ihre Farbe oder Transparenz in Abhängigkeit der Temperatur, der elektrischen Spannung, des Drucks oder durch Licht. Sie lassen sich also durch äußere Einflüsse zielgerichtet steuern. Insbesondere Kunststoffe zu Farbwechseln zu befähigen, steht im Fokus der Abteilung »Chromogene Polymere« des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP. Wir entwickeln Thermoplaste (Folien), Duromere, Additive und Hydrogele, die bei Temperaturwechsel ihre Farbe bzw. Transparenz ändern. Diese Materialien können etwa in der Solartechnik, im Maschinenbau oder der Kraftfahrzeug- und Informationstechnik eingesetzt werden. Dabei decken wir die gesamte Wertschöpfungskette ab:

Konzept > Farbstoffentwicklung > chromogenes Composit > Schutztechnologie > Extrusion / Polymerschmelze > chromogene Endprodukte

 

Wechselhaft − Chromogene Polymere im Überblick

In den letzten Jahren ist das Interesse an funktionalen Polymeren, die ihre sichtbaren optischen Eigenschaften in Abhängigkeit von einem äußeren Stimulus ändern, stetig gewachsen. Entsprechend werden diese chromogenen Polymere als thermochrom (Stimulus: Temperatur), photochrom (Stimulus: Licht), elektrochrom (Stimulus: elektrisches Feld), mechanochrom (Stimulus: Druck), ionochrom (Stimulus: Ionenkonzentration) und biochrom (Stimulus: biochemische Reaktion) klassifiziert. Aufgrund ihrer Funktionseigenschaften, die neue innovative Anwendungsfelder eröffnen, ist zu erwarten, dass sich der Bedarf an chromogenen Polymeren zukünftig noch steigert.

 

Thermochromie

Ein Material, das durch eine Änderung der Temperatur seine Farbe ändert, hat thermo-chrome Eigenschaften.

 

Thermotropie

Die temperaturabhängige Änderung der Transparenz eines Materials, das zwischen einem klaren und einem stark streuenden Zustand wechselt, wird als Thermotropie bezeichnet.

 

Elektrochromie

Durch elektrische Spannung gesteuerte Farbwechsel sind elektrochrome Effekte.

 

Mechanochromie

Der durch einen mechanischen Druck
hervorgerufe Farbwechsel ist der Mechanochrome Effekt.

Photochromie

Der durch Belichtung hervorgerufene Farbwechsel eines Materials nennt sich Photochromie.

Kunststoffverarbeitung

Durch unser Technikum können wir die von uns entwickelten Materialien direkt zu thermoplastischen Kunststoffen weiterverarbeiten.

 

Wir verarbeiten auch Ihre Polymere!

Materialeigenschaften

Unser umfangreich ausgestattetes Optiklabor ermöglicht eine genaue Charakterisierung der von uns entwickelten Materialien. 

 

Gerne helfen wir auch Ihnen bei Ihren Strukturaufklärungsproblemen.

Unsere Leistungen

Beratung zu folgenden Themen:

  • aktiv oder passive Schaltende Materialien für die Regulierung des Energie- und Lichteintrags
  • Farbwechseleffekte

  • Individuelle Forschungslösungen für Farbwechselmaterialien:
  • aktiv und passiv schaltend
  • reversibel oder irreversibel
  • verschiedene Matrices: Thermoplaste, Elastomere, Duromere, Gießharze, Hydrogele, Lacke sowie weitere Materialklassen

  • Kunststoffverarbeitung
  • Masterbatches
  • Pressplatten
  • (Mehrschicht-) Folien

  • Micro- und Nanoverkapselung von Farbwechselmaterialien und Additiven

  • Sprühtrocknung von Suspensionen, Emulsionen oder Lösungen

  • Materialprüfung in Anlehnung an:
  • DIN EN 60068-2-30; DIN EN ISO 12543-4: Klimaprüfung von Verbundgläsern
  • DIN EN 410: Bestimmung der lichttechnischen Kenngrößen von Verglasung

  • Charakterisierung von Oberflächentopologien mittels 3D-Digitalmikroskopie
  • hohe Tiefenschärfe
  • geeignet für stark reflektierende Oberflächen

  • Untersuchung von Materialeigenschaften:
  • Grenzflächeneigenschaften
  • thermo-optisches Verhalten

Literatur – Highlights

D. Lötzsch, V. Eberhardt, C. Rabe

Chromogenic Materials

Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (2016) | DOI: 10.1002/14356007.t07_t01

A. Seeboth, D. Lötzsch , R. Ruhmann, O. Muehling

Thermochromic Polymers – Function by Design

Chemical Reviews 114 (5), p. 3037–3068 (2014) | DOI: 10.1021/cr400462e

A. Seeboth, D. Lötzsch, R. Ruhmann

First example of a non-toxic thermochromic polymer material – based on a novel mechanism

Journal of Materials Chemistry C 1(16), p. 2811-2816 (2013) | DOI: 10.1039/C3TC30094C