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Sojaölbasiertes Harz ermöglicht 3D-Druck mit Verschlüsselung
Ein chinesisches Forschungsteam hat ein biobasiertes, UV-härtbares Harz aus epoxidiertem Sojaöl entwickelt, das sich für den 3D-Druck eignet und multidimensionale Fälschungsschutzfunktionen vereint. Fluoreszenz, Phosphoreszenz und Thermochromie ermöglichen eine mehrstufige Informationsverschlüsselung.
Ein Forschungsteam um Mingguang Yu und Yugang Huang hat ein biobasiertes Photopolymer für den UV-3D-Druck entwickelt, das gleichzeitig als hochwertiges Fälschungsschutzmaterial dient. Ausgangsbasis ist epoxidiertes Sojaöl (ESO), das über eine Ringöffnungsreaktion mit 2-Hydroxyethylmethacrylatphthalat-Monoester (HEMANA) zum ESO-HEMANA-Präpolymer umgesetzt wird. Durch Zugabe von Trimethylolpropantriacrylat (TMPTA) und Pentaerythrittetrakis(3-mercaptopropionat) (PETMP) entsteht ein Thiol-Acrylat-Doppelpolymerisationssystem.
Diese duale Polymerisationsstrategie löst zentrale Schwächen klassischer UV-härtender Harze: Die Schrumpfung beim Aushärten wird reduziert, die Sauerstoffinhibierung verringert, und mechanische Eigenschaften wie Zähigkeit sowie thermische Stabilität verbessert. Damit eignet sich das System für den Einsatz in LCD- und DLP-3D-Druckverfahren zur Herstellung komplexer Bauteile.
Lesetipp: Lacksysteme
Heutige Lacksysteme müssen eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen: vom stabilen Farbeffekt bis hin zum Korrosionsschutz. Ein umfassendes Verständnis, sowohl über die in einer Formulierung verwendeten Komponenten als auch über die Wechselwirkungen dieser untereinander, ist dazu unabdingbar. Auch der Produktionsprozess, das Beschichtungsverfahren und die Bedingungen bei der Filmbildung bestimmen das Eigenschaftsprofil der Beschichtung. In dem Buch „“Leistungsstarke Lacke formulieren„“ werden Lackchemikern oder Formulierungsspezialisten Prinzipien an die Hand gegeben, wie die Eigenschaften einer Beschichtung gezielt beeinflusst werden können. Ebenso soll dieses Wissen dazu dienen, Fehler zu vermeiden oder diese schnell zu korrigieren.
Multimodale Verschlüsselung durch funktionelle Dotierung
Die anti-fälschungstechnischen Eigenschaften werden durch gezielte Dotierung erzielt. Tetraphenylethylen (TPE) sorgt für Fluoreszenz, Anilin-2,5-disulfonsäure (BZ-SA) liefert Phosphoreszenz, und reversibel thermochrome Pulver (TC-PB40, TC-G60) ermöglichen temperaturabhängige Farbumschläge. Die Kombination dieser drei Stimuli-Antworten in einem Material schafft die Grundlage für ein mehrschichtiges Verschlüsselungssystem.
Das entwickelte Sicherheitskonzept arbeitet mit UV-Anregung, mehrschichtiger 3D-gedruckter Informationsverbergung und einem mehrdimensionalen Verschlüsselungsmechanismus, der Fluoreszenz-, Phosphoreszenz- und Temperaturreaktionen integriert. Zum Auslesen der Information ist ein schrittweiser Decodierungsprozess erforderlich, was die Sicherheit gegen Manipulation und Nachahmung deutlich erhöht.
Nachhaltige Materialbasis trifft Hightech-Funktion
Bemerkenswert ist die Kombination aus biobasierter Rohstoffbasis und hochfunktionaler Endanwendung. Während konventionelle Photopolymere überwiegend auf petrochemischen Bausteinen beruhen, demonstriert die Arbeit, dass nachwachsende Rohstoffe wie Sojaöl die Anforderungen anspruchsvoller Hochtechnologie-Anwendungen erfüllen können – ohne Einbußen bei Verarbeitbarkeit oder Funktion.
Die Studie zeigt einen integrierten Ansatz zur Verbindung grüner biobasierter Systeme mit der 3D-Drucktechnologie. Die entstehenden „strukturell-funktional integrierten“ Materialien eröffnen neue Perspektiven für hochrangige Fälschungsschutz- und Informationsverschlüsselungsanwendungen, etwa im Bereich pharmazeutischer Verpackungen, Markenartikel oder sicherheitsrelevanter Bauteile.
Quelle: Yu, W. et al. Construction of soybean oil-based fluorescent resin for UV-curing 3D printing with multi-dimensional anti-counterfeiting and information encryption. Prog. Org. Coat. 110045 (2026). https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2026.110045
