Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Die Anlagerung von Eis kann die Funktion technischer Anlagen, etwa von Rotorblättern in Windkraftanlagen, Flugzeugtragflächen, Solarmodulen oder Freileitungen, aber auch von Sport- und Outdoor-Artikeln erheblich beeinträchtigen. Mit am Fraunhofer IGB entwickelten Plasmabeschichtungen, geprägten oder gedruckten Strukturen lassen sich Oberflächen und Textilien vor Eisbildung schützen. Mittels Plasmatechnik erzeugte wasserabweisende mikro- und nanostrukturierte Schichten etwa reduzieren die Eishaftung um mehr als 90 Prozent. Die zu schützenden Oberflächen können entweder direkt in der Plasmakammer beschichtet oder mit einer selbstklebenden Anti-Eis-Folie aus schlag- und stoßfestem Polyurethan (PU) beklebt werden.

Chemikalien und Polymere aus pflanzlicher Biomasse sind nicht nur »grün«, sondern haben auch vielversprechende Materialeigenschaften. Am Straubinger Institutsteil BioCat des Fraunhofer IGB wurden Verfahren für die Umwandlung von Terpenen, Reststoffen der Cellulosegewinnung aus Holz, zu Monomeren für besonders schlagfeste, kältestabile Polyamide entwickelt. Diese Hochleistungspolyamide der terpenbasierten Monomere Campherlactam und Caranlactam weisen aufgrund ihrer amorphen Eigenschaften zudem eine hohe Transparenz auf – und ermöglichen so neue Anwendungen, etwa für Skibrillen oder Visiere. Für die biobasierten Polyamide Caramid-R® und Caramid-S® wurde jüngst ein Patent zum Stoffschutz erteilt.

Die Produktentwicklungszyklen für polymere Materialien wie Lacke sind vor allem aufgrund der Testverfahren aufwendig, teuer und langwierig. Die Materialoberflächen müssen auf Freibewitterungsständen über Monate oder gar Jahre auf ihrer Witterungsbeständigkeit geprüft werden. Plasmabasierte Verfahren können die Freibewitterung nachahmen. Das Plasma dient in diesem Fall als Strahlungs- und Teilchenquelle. Die Einwirkung von Strahlung, Temperatur, Erosion und Feuchte sowie die dadurch induzierten Veränderungen auf den Oberflächen von Polymeren können mit Plasmaverfahren in einem einzigen Prozessschritt eingestellt werden. Bisherige Ergebnisse zeigen, dass die Entwicklungszyklen für Lacke dadurch deutlich verkürzt werden können.