Dr. Jörn Appelt
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30.06.2024

Durch Ausstattung von Papieren mit hydrophoben und antimikrobiellen Eigenschaften wird angestrebt, die Beständigkeit dieses Werkstoffes zu steigern und damit für neuartige Anwendungsgebiete nutzbar zu machen. Im Kontrast zu aktuell eingesetzten Veredlungsstrategien soll das Verfahren der Plasmapolymerisation genutzt werden, um natürliche niedermolekulare Verbindungen (biogene Präkursoren) auf Papieroberflächen abzuscheiden. Nur durch die Polymerisation während der Beschichtung wird es möglich unlösliche Polymere konturgetreu und in Reinform auf komplexe Oberflächen zu applizieren und damit evolutionär bewährte, botanische Beschichtungsmaterialien nachzuahmen. Durch die variable Einspeisung von monomeren Vorstufen in das Trägergas des Plasmabeschichtungssystems wird es möglich die gesamte zugängliche Oberfläche des Papiergefüges (auch inline) mit funktionalen Polymeren zu beschichten. Durch spezifische Elektrodenanordnungen lassen sich direkt im Behandlungsbereich stabile und reproduzierbare Entladungsbedingungen realisieren, die gerade bei beschichtenden PECVD-Prozessen (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) eine wichtige Voraussetzung sind. Als vorteilhaft kann bei diesem Ansatz die materialsparende Applikation, der Verzicht auf Lösungsmittel, das Einsparen von Trocknungsenergie und das Potential zur Präparation auch komplexer Gradienten- oder Multischichtsysteme erwähnt werden. In Abhängigkeit des Plasmaquellenkonzeptes und der Beschichtungsparameter sowie der eingesetzten Präkursor- Verbindungen, lassen sich die Beschichtungen optimieren. Pflanzliche Inhaltstoffe stellen eine ausgesprochen vielfältige und bisher ungenutzte Quelle biogener Präkursor-Moleküle für Plasmabeschichtungen dar. Durch Nachweis materieller und ökologischer Vorteilhaftigkeit leistet das Forschungsvorhaben einen wesentlichen Beitrag um Bioraffineriekonzepte um weitere Nutzungsoptionen zu ergänzen und Einkommensalternativen für Erzeuger und Verarbeiter von Lignocellulosen zu schaffen.