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Trocknung von Latex-Filmen

Man sagt ja, nichts sei langweiliger als der Farbe beim Trocknen zuzuschauen.  Das kommt auf die Farbe an.  Und der Spruch macht vergessen, wieviel Technologie in einem Eimer Farbe steckt.  Heute sind die meisten Farben wasserbasiert.  Der Ausgangsstoff ist eine Dispersion, d.h. ein Material, bei dem kleine Feststoffpartikel fein in einer Flüssigkeit verteilt sind.  Die Partikel sind so klein (Durchmesser ~ 0.1 µm), dass sie nicht sedimentieren.  Trägt man die Farbe auf die Wand auf, so führt dies zum Filmbildungsprozess.  Das Wasser dampft zunächst recht schnell so lange ab, bis die Partikel sich gegenseitig berühren (Phase I).  Die Umweltverträglichkeit des abdampfenden Wasser ist einer der Gründe, warum Latex-Dispersionen mehr und mehr in Gebrauch kommen.  In der zweiten Phase des Filmbildungsprozesses deformieren sich die Partikel, so dass am Ende der Film keine Zwickel mehr enthält.  In Phase III verschmelzen die Partikel noch einmal zusätzlich miteinander.  Die Polymerketten diffundieren über die Partikelgrenzen hinweg und der Film bildet seine Endfestigkeit aus.  Machmal erfolgt nach der eigentlichen Filmbildung noch eine weitere Härtung, z.B. durch Vernetzung.

Hinter der Filmbildung steht eine Menge Hightech.  Eines der besonderen Probleme ist das "Filmbildungsdilemma":  Damit sich ein klarer Film bildet, müssen die Partikel deformierbar sein.  Am Ende soll aber in der Regel ein harter Film stehen.  Dies ist ein Zielkonflikt, den man aber umgehen kann (z.B. durch Nachvernetzung).  Ein verwandtes Problem ist die Rissbildung, die einsetzt, wenn die Kohäsion der Partikel untereinander nicht gut genug ist.

Ausgewählte Veröffentlichungen

     

  • Nikiforow, I.; Adams, J.; Konig, A. M.; Langhoff, A.; Pohl, K.; Turshatov, A.; Johannsmann, D.,

    Self-stratification during film formation from latex blends driven by differences in collective diffusivity.

    Langmuir 2010, 26, (16), 13162-7.

  • Koenig, A. M.; Weerakkody, T. G.; Keddie, J. L.; Johannsmann, D.,

    Heterogeneous drying of colloidal polymer films: Dependence on added salt.

    Langmuir 2008, 24, (14), 7580-7589.

  • Turshatov, A.; Adams, J.; Johannsmann, D.,

    Interparticle contact in drying polymer dispersions probed by time resolved fluorescence.

    Macromolecules 2008, 41, (14), 5365-5372.

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