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Moderne Polymerisationsmethoden

Um wirksame Additive zu synthetisieren, ist nicht nur die richtige Auswahl der Monomere für die pigmentaffinen Gruppen und die bindemittelverträglichen Ketten wichtig, sondern auch ihre Anordnung innerhalb des Copolymers. Solange die einzelnen Bausteine eine zufällige Reihenfolge bilden (statistisch verteilt sind), wird sich kaum der gewünschte Additiv-Effekt zeigen. Für die Netz- und Dispergieradditive sind blockartige Strukturen wesentlich günstiger. In diese vergleichsweise einfachen Strukturen lassen sich aber noch viel mehr Feinheiten und Details einbauen: 

Die Segmente aus den A-Monomeren (pigmentaffine Gruppen) müssen keine sehr gute Verträglichkeit mit dem Bindemittelsystem aufweisen, dazu sind die B-Segmente da. Wenn ihre Unverträglichkeit aber zu groß wird, kann es zu Problemen bei der Handhabbarkeit der Produkte und auch zu Wirkungsverlust kommen. Daher kann es sinnvoll sein, ein paar B-Monomere auch in den A-Segmenten zu verteilen, um die Verträglichkeit zu verbessern. Oder man kann auch den scharfen Übergang zwischen einem A- und einem B-Block abmildern, indem man gleitende Übergänge schafft: die Konzentration der A-Monomere nimmt entlang der Polymerkette ab, während die der B-Monomere zunimmt (Gradienten-Copolymer).

Beispiele zur Modifizierung der Feinstruktur von Block-Copolymeren beim Einsatz kontrollierter Polymerisationsmethoden (CPT)

Die Erkenntnisse über die Zusammenhänge zwischen der Struktur der Copolymere und ihrer Wirksamkeit lassen sich aber nur dann in der Praxis anwenden, wenn man die recht komplexen Strukturen im Labor und auch unter Produktionsbedingungen perfekt nachbauen kann. Da sieht es heute wesentlich besser aus als in der Vergangenheit. Seit einigen Jahren sind modernere Polymerisationsverfahren verfügbar (ATRP, NMP, C-RAFT, S-RAFT, GTP), mit denen sich die Struktur der Copolymere fast beliebig genau steuern lässt. Die genannten Verfahren (die ersten vier werden auch häufig unter dem Begriff „CRP“ controlled radical polymerization zusammengefasst) mit ihren jeweils spezifischen Vor- und Nachteilen erlauben heute die kontrollierte Polymerisation einer breiten Palette von Monomeren. DISPERBYK-2000 und DISPERBYK-2001 sind die ersten Netz- und Dispergieradditive, die durch kontrollierte Polymerisation hergestellt wurden (GTP) und stammen bereits aus dem Jahr 1999. Neuere Additive wie DISPERBYK-2010, DISPERBYK-2012 und DISPERBYK-2015, welche allesamt für moderne wässrige Systeme entwickelt wurden, nutzen die heute mögliche Bandbreite der CRP-Verfahren vollständig aus. Und nicht nur die Sequenzfolge in den Block-Copolymeren wird besser kontrollierbar und reproduzierbar, sondern auch die Molekulargewichtsverteilung wird deutlich enger, was sich beispielsweise in einer besseren Handhabbarkeit der Additive äußert.

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