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Cellulose-Nanokristalle stabilisieren fluoreszierende, isocyanatfreie Polyurethan-Latexsysteme
Erstmals wurden wasserbasierte, isocyanatfreie Polyurethan-Latexsysteme ausschließlich mit Cellulose-Nanokristallen stabilisiert. Die fluoreszierenden Beschichtungen zeigen Potenzial für funktionale Anwendungen.
Isocyanatfreie Polyurethane (NIPU) gelten als umweltfreundliche Alternative zu konventionellen PU-Systemen, da sie ohne toxische Isocyanate auskommen und Prinzipien der Green Chemistry erfüllen. Ein Forschungsteam hat nun erstmals wasserbasierte, isocyanatfreie PU-Latexsysteme (WNIPU) entwickelt, die ausschließlich durch Cellulose-Nanokristalle (CNC) stabilisiert werden und teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen.
Die Herstellung erfolgte mittels Suspensionspolymerisation. Dabei reagierten ein Siloxan-Diamin und 1,6-Hexandiol-bis(cyclocarbonat) in Monomer-in-Wasser-Pickering-Emulsionströpfchen, die effektiv durch CNCs stabilisiert wurden.
Veranstaltungstipp: Polyurethane
Das Webinar „Moderne Polyurethanlacke formulieren“ am 04.11.2025 in Essen vermittelt Ihnen, warum Polyurethanlacke sich als hochwertige Beschichtungen etabliert haben. Sie lernen welche Polyisocyanate und welche Polyole momentan relevant sind und wie sie das Lacksystem beeinflussen. Auch die Unterschiede, die bei der Formulierung von 1K, 2K sowie wässrigen oder lösemittelhaltigen Polyurethansystemen zu beachten sind, werden vermittelt. Abgerundet wird das Programm durch die Vermittlung von Tipps zu Dual-Cure- und Hybridsystemen.
Fluoreszierende Latexpartikel mit breitem Anwendungspotenzial
Die CNCs fungierten als Nanopartikel-Tenside an der Oberfläche der Latexpartikel, was mithilfe von Rhodamin-B-markierten CNCs und konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie bestätigt wurde. Es entstanden sphärische Latexpartikel mit einer mittleren Größe von 10 μm. Der Einfluss des Cyclocarbonat-Amin-Verhältnisses auf Umsetzungsgrad, Molekulargewicht und thermische Eigenschaften wurde untersucht.
Die resultierenden WNIPU-Suspensionen fluoreszierten unter UV-Licht bei 365 nm aufgrund von Carbamat-Clusterbildungen. In Kombination mit niedrigen Glasübergangstemperaturen eröffnet dies neue Möglichkeiten für funktionale Beschichtungen.
Quelle: Polymer Chemistry, Issue 29, 2025
