Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at
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Lösungen<br />
L15: EPR-Untersuchungen<br />
von Photoiniti<strong>at</strong>oren für die<br />
Härtung von Lacken<br />
Abbildung 1:<br />
L15: EPR: Photoiniti<strong>at</strong>oren für die Härtung von Lacken<br />
Radikale stehen im Fokus zahlreicher industrieller<br />
Prozesse. Die Eigenschaften solcher paramagnetischer<br />
und hoch-reaktiver Spezies werden spezifisch<br />
mittels Methoden <strong>der</strong> (para)magnetischen<br />
Resonanz untersucht. Hier kommen EPR (Electron<br />
Paramagnetic Resonance)- o<strong>der</strong> (synonym) ESR<br />
(Electron Spin Resonance)-Spektroskopie sowie<br />
fortgeschrittene Techniken (ENDOR (Electron Nuclear<br />
DOuble Resonance), TRIPLE (electron nuclear<br />
TRIPLE resonance) und EIE (ENDOR-Induced EPR)<br />
zum Eins<strong>at</strong>z. Der Zeitverlauf von Radikalreaktionen<br />
kann mittels TR-EPR (Time-Resolved EPR) aufgeklärt<br />
werden. Eine von <strong>der</strong> magnetischen Kernresonanz<br />
abgeleitete Methode, nämlich CIDNP<br />
(Chemically Induced Dynamic Nuclear Polariz<strong>at</strong>ion),<br />
ist in <strong>der</strong> Lage, spezifisch gebildete Reaktionsprodukte<br />
nachzuweisen. Die hier genannten<br />
Methoden repräsentieren den Stand <strong>der</strong> Technik,<br />
umfassen den Eins<strong>at</strong>z von Lasern und erfor<strong>der</strong>n<br />
eigene instrumentelle Entwicklungen. Theoretische<br />
Berechnungen werden zur R<strong>at</strong>ionalisierung experimenteller<br />
Ergebnisse hinzugezogen.<br />
Härtung mittels Photoiniti<strong>at</strong>or.<br />
Beispiel: Wie funktioniert die Härtung<br />
von Lacken mittels Photoiniti<strong>at</strong>oren<br />
<br />
In dem aufzutragenden Lack befinden sich die<br />
zu polymerisierenden Monomere, Bindemittel, Additive<br />
zur Einstellung <strong>der</strong> gewünschten Eigenschaften,<br />
Farbstoffe o<strong>der</strong> Pigmente und <strong>der</strong> Photoiniti<strong>at</strong>or<br />
(Abb. 1).<br />
Die Bestrahlung mit Licht bewirkt die kontrollierte<br />
Spaltung des Photoiniti<strong>at</strong>ormoleküls. Dabei<br />
entstehen sehr reaktive Molekülfragmente, sogenannte<br />
Radikalpaare (gezeigt als rote und blaue<br />
Bruchstücke in Abb. 1). Diese Radikale initiieren<br />
eine Polymeris<strong>at</strong>ion, indem sie mit einem Monomer<br />
reagieren. Nach dieser Startreaktion wächst<br />
ein Polymer. Die so gebildeten Polymerketten, die<br />
untereinan<strong>der</strong> dreidimensional vernetzt sind, bilden<br />
die harte Schutzschicht. Für die Qualität <strong>der</strong><br />
Beschichtung ist <strong>der</strong> Photoiniti<strong>at</strong>or wesentlich verantwortlich.<br />
Der Initi<strong>at</strong>or muss selektiv auf die verwendete<br />
Lichtquelle reagieren, und die Belichtung<br />
muss zu einer möglichst quantit<strong>at</strong>iven Spaltung<br />
des Initi<strong>at</strong>ormoleküls führen, damit eine effiziente<br />
Polymeris<strong>at</strong>ion initiiert wird.<br />
Index Kontakte Institute Lösungen Methoden<br />
Abbildung 2:<br />
Schema einer photoinitiierten Polymeris<strong>at</strong>ion.<br />
<strong>Handbuch</strong> <strong>der</strong> <strong>Nanoanalytik</strong> <strong>Steiermark</strong> <strong>2005</strong><br />
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