KunststofenRubber.nl

Witte coating met polymeerfolie, zonder gevaarlijke titaandioxide

14 april 2020 om 09:36 uur

Inspiratie kwam van de witte kever Cyphochilus insulanus, waarvan de chitineschubben wit lijken dankzij hun speciale nanostructuur. (Foto: Julia Syurik, KIT0

Het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) heeft een nieuw proces ontwikkeld om extreem dunne polymeerfolies met een hoge lichtverstrooiingsgraad te produceren. Het goedkope materiaal kan industrieel worden toegepast op verschillende objecten om ze een aantrekkelijk wit uiterlijk te geven. Bovendien kan het proces de producten milieuvriendelijker maken.


Een glanzend wit oppervlak zorgt ervoor dat meubels en andere objecten er schoon, helder en modern uitzien. Tot nu toe is titaniumdioxide het standaardpigment dat wordt gebruikt voor het witkleuren van lakken, verven en kunststoffen. Er is echter veel kritiek op het gebruik van het pigment. 'Titaniumdioxide heeft een zeer hoge brekingsindex, het reflecteert het invallende licht bijna volledig. Maar het heeft als nadeel dat de deeltjes niet degraderen en zo het milieu op lange termijn vervuilen', zegt professor Hendrik Hölscher van het Institute of Microstructure Technology (IMT) van het KIT. Daarnaast is er bezorgdheid over het feit dat titaniumdioxide schadelijk zou kunnen zijn voor de gezondheid.

'We vermijden het gebruik van pigmenten die schadelijk zijn voor de gezondheid en het milieu door de productie van poreuze polymeerstructuren met een vergelijkbaar hoge verstrooiingsefficiëntie', zegt Hölscher. Hij en zijn team werden geïnspireerd door de witte kever Cyphochilus insulanus, waarvan de chitineschubben wit lijken dankzij hun speciale nanostructuur. 'Op basis van dit model produceren we vaste, poreuze nanostructuren op basis van polymeer, die lijken op een spons', zegt Hölscher, die aan het hoofd staat van de Biomimetic Surfaces Group van IMT. Net als de belletjes van scheerschuim of badschuim verstrooit de structuur het licht, waardoor het materiaal wit lijkt. De nieuwe technologie is geschikt voor verschillende oppervlakken.

 

Milieucompatibele materialen - gemodelleerd naar de natuur

'De polymeerfolies die met ons proces worden geproduceerd zijn extreem dun, flexibel en hebben een laag gewicht, maar zijn toch mechanisch stabiel en kunnen industrieel worden toegepast op verschillende producten', legt de fysicus uit. Met een dikte van 9 µm - negen duizendste van een millimeter - reflecteert de nieuw ontwikkelde polymeerfolie meer dan 57 procent van het invallende licht. Bij het verhogen van de dikte van de folie kan tachtig tot negentig procent worden bereikt.

In de loop van de ontwikkeling is de sponsachtige microstructuur op acrylglas aangebracht. Het proces kan echter worden overgedragen op vele andere polymeren. 'Afgezien van de folie kunnen hele objecten wit gekleurd zijn. Als volgende stap zijn we van plan om deeltjes te produceren, bijvoorbeeld kleine kralen die aan andere materialen worden toegevoegd', zegt Hölscher. 'We hebben al verschillende aanvragen ontvangen van bedrijven die hun producten milieuvriendelijker willen maken.'

Terwijl ingenieurs vaak oplossingen ontwikkelen op basis van materialen die gemaakt zijn van verschillende chemische elementen, beperkt de natuur zich meestal tot één enkel basismateriaal dat interessante mechanische, optische of fysisch-chemische eigenschappen heeft dankzij de complexe driedimensionale structuur. Bionica die zich richt op het begrijpen en imiteren van de phenomena van de natuur om deze technisch bruikbaar te maken, leidt vaak tot geheel nieuwe oplossingen die op geen enkele andere manier zouden zijn gevonden, voegt de onderzoeker eraan toe.

 

Focus op ...

Agenda

23 juni 2020

[UITGESTELD] Empack 2020

Empack is als verpakkingsvakbeurs uitgegroeid tot de grootste van de Benelux.

1 september 2020, Rheda-Wiedenbrueck, Duitsland

KUTENO - Kunststofftechnik Nord

Experts from a wide range of industries meet at KUTENO to get comprehensive information on machines,...

1 september 2020, Utrecht

Technishow/ESEF Maakindustrie 2020

Traditiegetrouw wordt TechniShow gelijktijdig met ESEF Maakindustrie georganiseerd. ESEF Maakindustrie is...

Meer agendapunten »