Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Dynamisch vernetzte Pflegebefilmungen für elastische Bodenbeläge

Ziel des beantragten Forschungsvorhabens sind dynamisch vernetzte Pflegebefilmungen auf Basis speziell zu entwickelnder Präpolymere, die eine hohe Stabilität beim Gebrauch besitzen und sich mit geringem Aufwand partiell (z.B. Laufstraßen-Bereich) oder vollflächig (z.B. ganzer Raum) unter Ausgleich eines Materialabtrags erneuern lassen. Die Verknüpfungspunkte des Netzwerks (dynamische kovalente Bindungen) derartiger Befilmungen werden temperaturabhängig gebrochen und wieder gebildet, wobei ihre Anzahl und die Kohäsionskraft des Netzwerks konstant bleiben. Unter Gebrauchsbedingungen ist die Reaktionsgeschwindigkeit der Bindungsaustauschreaktionen vernachlässigbar gering, so dass die Befilmungen in einem festen Zustand hoher Formstabilität und Verschleißfestigkeit vorliegen. Unter Regenerierungsbedingungen (z.B. 50 °C) ist die Reaktionsgeschwindigkeit so hoch, dass sich die Polymerketten bei Krafteinwirkung gegeneinander verschieben können und die Befilmungen in einen fließfähigen, verformbaren Zustand übergehen. Lokale Schädigungen werden durch Zusammenfließen der Befilmungen automatisch ausgeglichen. Bei großflächiger Schädigung kann der Materialabtrag durch Applikation und thermisch initiierte Vernetzung von Präpolymeren ausgeglichen werden. Die schnellen Bindungsaustauschreaktionen führen zur Bildung eines homogenen Netzwerks aus alter und neuer Befilmung. Durch Temperierung werden sichtbare Ansatzstellen in den Randbereichen vermieden. Bei Eintrag von Schmutz kann die Befilmung aufgrund der hohen Kohäsionskraft bei gleichzeitig geringer Haftung unter Regenerierungsbedingungen mittels eines geeigneten Werkzeugs partiell oder vollflächig vom Bodenbelag abgelöst und manuell abgenommen werden.

Durch Einsatz dynamisch vernetzter Pflegebefilmungen lässt sich der Aufwand zur Reinigung und Pflege elastischer Bodenbeläge deutlich verringern. Hieraus resultieren wirtschaftliche Vorteile von 99 Mio. €/a für die über 23.000 Reinigungsdienstleiter (vorwiegend KMU).

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des Projektes wurden dynamisch vernetzte Pflegebefilmungen für elastische Bodenbeläge entwickelt. Die Verknüpfungspunkte derartiger Pflegebefilmungen werden in Abhängigkeit von der Temperatur reversibel gebrochen und wieder gebildet, wobei die Anzahl der Verknüpfungspunkte im Netzwerk und dessen Kohäsionskraft gleichbleiben. Unter Gebrauchsbedingungen (Raumtemperatur) ist die Reaktionsgeschwindigkeit der Bindungsaustauschreaktionen im Polymernetzwerk vernachlässigbar gering, so dass die dynamisch vernetzte Pflegebefilmung in einem festen Zustand hoher Formstabilität und Verschleißfestigkeit vorliegt. Unter Regenerierungsbedingungen (z.B. 90 °C) sind die Bindungsaustauschreaktionen im Polymernetzwerk schnell, und die dynamisch vernetzte Pflegebefilmung geht in einen fließfähigen, mechanisch verformbaren Zustand über. Dadurch werden lokale Schädigungen automatisch ausgeglichen (thermisch induzierte Selbstheilung).

Bei großflächiger Schädigung ist eine partielle oder vollflächige Erneuerung der dynamisch vernetzten Pflegebefilmung unter Ausbildung eines homogenen Polymernetzwerks möglich. Die Applikation bzw. Reapplikation der dynamisch vernetzten Pflegebefilmung erfolgt in Form einer Pflegedispersion, die radikalisch (z.B. thermisch initiiert) polymerisiert werden. Bei Vorliegen alter dynamisch vernetzter Pflegebefilmung auf dem Bodenbelag führen die thermische Behandlung bzw. die daraus resultierenden schnellen Bindungsaustauschreaktionen zur Bildung eines homogenen Netzwerks aus alter und neuer Befilmung. Bei einem Eintrag von Schmutz in die Netzwerkstruktur kann die dynamisch vernetzte Pflegebefilmung ferner partiell oder vollflächig abgetragen werden. Aufgrund der hohen Kohäsionskraft der dynamisch vernetzten Pflegebefilmung bei gleichzeitig geringer Haftung am Bodenbelag unter Regenerierungsbedingungen kann die Befilmung mittels eines geeigneten Werkzeugs (z.B. Edelstahlschaber) vom Bodenbelag abgelöst werden (z.B. bahnenweise).