Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005

LösungenL15: EPR-Untersuchungenvon Photoinitiatoren für dieHärtung von LackenAbbildung 1:L15: EPR: Photoinitiatoren für die Härtung von LackenRadikale stehen im Fokus zahlreicher industriellerProzesse. Die Eigenschaften solcher paramagnetischerund hoch-reaktiver Spezies werden spezifischmittels Methoden der (para)magnetischenResonanz untersucht. Hier kommen EPR (ElectronParamagnetic Resonance)- oder (synonym) ESR(Electron Spin Resonance)-Spektroskopie sowiefortgeschrittene Techniken (ENDOR (Electron NuclearDOuble Resonance), TRIPLE (electron nuclearTRIPLE resonance) und EIE (ENDOR-Induced EPR)zum Einsatz. Der Zeitverlauf von Radikalreaktionenkann mittels TR-EPR (Time-Resolved EPR) aufgeklärtwerden. Eine von der magnetischen Kernresonanzabgeleitete Methode, nämlich CIDNP(Chemically Induced Dynamic Nuclear Polarization),ist in der Lage, spezifisch gebildete Reaktionsproduktenachzuweisen. Die hier genanntenMethoden repräsentieren den Stand der Technik,umfassen den Einsatz von Lasern und erforderneigene instrumentelle Entwicklungen. TheoretischeBerechnungen werden zur Rationalisierung experimentellerErgebnisse hinzugezogen.Härtung mittels Photoinitiator.Beispiel: Wie funktioniert die Härtungvon Lacken mittels Photoinitiatoren?In dem aufzutragenden Lack befinden sich diezu polymerisierenden Monomere, Bindemittel, Additivezur Einstellung der gewünschten Eigenschaften,Farbstoffe oder Pigmente und der Photoinitiator(Abb. 1).Die Bestrahlung mit Licht bewirkt die kontrollierteSpaltung des Photoinitiatormoleküls. Dabeientstehen sehr reaktive Molekülfragmente, sogenannteRadikalpaare (gezeigt als rote und blaueBruchstücke in Abb. 1). Diese Radikale initiiereneine Polymerisation, indem sie mit einem Monomerreagieren. Nach dieser Startreaktion wächstein Polymer. Die so gebildeten Polymerketten, dieuntereinander dreidimensional vernetzt sind, bildendie harte Schutzschicht. Für die Qualität derBeschichtung ist der Photoinitiator wesentlich verantwortlich.Der Initiator muss selektiv auf die verwendeteLichtquelle reagieren, und die Belichtungmuss zu einer möglichst quantitativen Spaltungdes Initiatormoleküls führen, damit eine effizientePolymerisation initiiert wird.Index Kontakte Institute Lösungen MethodenAbbildung 2:Schema einer photoinitiierten Polymerisation.Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005157