Beschichtung von Polymernetzen und Membranen

Polymernetze und Membranen sind wichtige Ingenieur- und Funktionswerkstoffe. Ihre Anwendung reicht von der Filtration über die Gewebezüchtung bis hin zu Wasser-Harvesting (z.B. aus der Atmosphäre). Oft müssen aber die Oberflächen zweckmäßig modifiziert werden, um die volle Nutzung ihrer Vorteile zu erlangen.  Beispiele hierfür sind die hydrophile Modifizierung von Membranen für die Wasser-Öltrennung oder die biomimetische hydrophil-hydrophob Strukturierung von Netzen für die Wassergewinnung aus der Luftfeuchte.

Für die Beschichtung von Polymernetzen und Membranen wurden zwei Verfahren am IMST entwickelt.

1. Im ersten können Nanoschichten aus Metalloxiden, darunter Titanoxid und Zinkoxid, sowie aus Siliziumoxid (Beschichtung für Polymere, European Patent Nr. 12 732 952.2) direkt auf ein Polymernetz, z.B. Polypropylen- oder Nylonnetze, oder eine Membran abgeschieden werden. In der Bildfolge unten ist ein Beispiel einer Zinkoxid-Beschichtung auf einem PP-Netz dargelegt.   

Lichtbild eines PP-Netzes (links). In der Mitte sind elektronenmikroskopische Aufnahmen desselben Netzes mit einer Zinkoxid-Nanobeschichtung bei unterschiedlicher Vergrößerung. Die Schichtmorphologie ist im rechten Bild sichtbar.

2. Im zweiten Verfahren können superhydrophile und superhydrophobe Polymerschichten durch Photografting auf Netzen und Membranen hergestellt werden, ähnlich wie bei der Beschichtung von Kunststoffen und Silikonen.

Denkbar und realisierbar ist die sequentielle Beschichtung des Netzes oder der Membran zuerst mit einem Oxid, z.B. Silizium- oder Titanoxid, gefolgt von einer Polymerschicht.

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