Polymer-Nanokomposite - Additive, Eigenschaften, Anwendungen, Umweltaspekte (NanoTrust-Dossier Nr. 052 – November 2019)

Kunststoffen werden unterschiedliche Additive zugesetzt, um entweder die Verarbeitbarkeit zu verbessern, die Produkteigenschaften zu verandern oder um sie gegen Warme, UVbzw. Lichteinflusse zu schutzen. Bei einem Polymer-Nanokomposit weisen die Additive zumindest in einer Dimension eine Grosenordnung von unter 100 nm auf und konnen plattchen-, faser- oder partikelformig sein. Sie dienen vor allem der Verbesserung der Zugfestigkeit, der Warmeformbestandigkeit, des Brandschutzes, der optischen und elektrischen Eigenschaften sowie der Barriereeigenschaften des Kunststoffs. Zu den Nano-Additiven zahlen Schichtsilikate wie Montmorillonit, kohlenstoffbasierte Additive (z. B. Carbon Black, Carbon Nanotubes, Graphen), nanoskalige Metalloxide (z.B. SiO2, TiO2, Al2O3), Metalle (z. B. Nanosilber, -gold, -kupfer) oder organische Additive wie Nanocellulose oder LigninNanopartikel. Neben der Ressourceneinsparung und der Gewichtsreduktion haben NanoAdditive auch das Potenzial schadliche Substanzen, wie z. B. umweltproblematische halogenierte Flammschutzmittel, zu ersetzen.Polymer-Nanokomposite finden weltweit bereits in Verpackungsmaterialien, der Automobilindustrie und dem Transportwesen, der Luftund Raumfahrt sowie in der Energietechnologie, aber auch in Sportartikeln, Anwendung.Unternehmensbefragungen in der osterreichischen Automobil- und Elektronikindustrie haben jedoch gezeigt, dass Nano-Additive derzeit in diesen Branchen noch eine untergeordnete Rolle spielen. Die Grunde sind vor allem Probleme mit der Dispergierbarkeit, die Herstellung in groserem Masstab, ein zu hohes Preisniveau und ein ungewisser Einfluss auf Mensch und Umwelt. In Hinblick auf Freisetzung, Exposition und Umweltverhalten bestehen noch erhebliche Wissenslucken und Forschungsbedarf.