Anwendung sowie Bewertung der LCT/TLC - Lehrstuhl ...

Einordnung und Wirkungsweisen von TLC
1.4.5 Transparente und Lichtstreuende Polymere
Der Thermochrome Effekt zeigt sich je nach chemischen Zusammensetzungen sehr ver-
schieden. Eine weitere Möglichkeit der Reaktion ist ein einfacher Wechsel des thermochro-
men Stoffes zwischen einem transparenten und einem diffus Licht streuenden Zustand, in-
dem der Brechungsindex variiert.
Dabei kann im Stoff ein isotrop/anisotroper Phasenwechsel oder ein Phasenabscheidungs-
prozess stattfinden. In diesem Bereich werden wiederum zwei Arten unterschieden, Poly-
mergemische und Polymergele.
Thermotrope Polymerblenden
Generell ist festzuhalten, dass in der Literatur thermochrome Polymere in den meisten Fällen
als thermotrop beschrieben werden. Es ist dabei aber in beiden Fällen das Gleiche gemeint.
Für Gemische gilt, dass
nur wenige Polymere existieren, die sich in allen Konzentrationsverhältnissen mischen las-
sen. Hinzu kommen Stoffe oder Stoffpaarungen, von denen bekannt ist, dass ihre Mischbar-
keit mit steigender Temperatur fallen oder sinken kann. Das heißt, eine Mischung ist nur o-
berhalb bzw. unterhalb einer kritischen Lösungstemperatur möglich. Die Temperatur ist da-
bei je nach Gemisch verschieden. Entscheidend ist, dass die Stoffe im gemischten Zustand
transluzent sind. Ungemischt erscheinen sie transparent bis milchig trüb.
Für die kommerzielle Anwendung sind vor allem Gemische interessant, welche als Sonnen-
schutz dienen können und somit über eine niedrigere kritische Lösungstemperatur verfügen.
Die Anwendung und Erforschung ist daher stark auf den Temperaturbereich zwischen 20-
40°C ausgerichtet, das Potential der Gemische reicht hingegen über 100°C hinaus.
Thermotrope Polymergele
Sie basieren entweder auf lyotrop flüssigkristallinen Phasen oder aber auf dem Prinzip eines
Phasenwechsels der Gemischbestandteile durch Erhitzung, was eine sehr viel höhere Rele-
vanz in der Praxis hat.
Lyotrope Flüssigkristalle wurden schon kurz unter 1.2 erwähnt. Sie bestehen aus einem Po-
lymer in einer wässrigen oder organischen Lösung. Die Konzentration bestimmt, wann die
Lösung Flüssigkristall-Eigenschaften annimmt und damit transparent ist oder Licht reflektiert.
Beim Phasenwechsel durch Erhitzung geht das Polymergemisch von der Flüssigkristallpha-
se in die isotrope Flüssigphase über. Dieser so genannte Clearing Point (Clearing Tempera-
ture) kann dabei zwischen 15 und 90°C variiert werden. Versuche haben gezeigt, dass die
Transparenz mit höherer Temperatur stark steigt.
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