@techreport{BenkenTextorGutmannetal.2020,
  author    = {Benken, Rainer and Textor, Torsten and Gutmann, Jochen and Mayer-Gall, Thomas},
  title     = {Modifikation von Oberfl{\"a}chen zur Steigerung der Haltbarkeit von Sol-Gel-basierten Ausr{\"u}stungen - (DTNW-Mitteilung Nr. 91)},
  issn      = {1430-1954},
  doi       = {10.13140/RG.2.2.13357.31201},
  institution = {Texoversum},
  pages     = {137},
  year      = {2020},
  abstract  = {Die Ausr{\"u}stung von Textilien mit Sol-Gel-Beschichtungen wird seit einigen Jahren intensiv verfolgt. Eine Vielzahl von bekannten, aber auch neuen Ausr{\"u}stungseffekten k{\"o}nnen {\"u}ber diesen Ansatz realisiert werden. Besonders interessant ist die Sol-Gel-Technik wegen der M{\"o}glichkeiten, multifunktionelle Ausr{\"u}stungen zu synthetisieren. Problematisch ist eine in vielen F{\"a}llen geringe Best{\"a}ndigkeit solcher Ausr{\"u}stungen, insbesondere gegen{\"u}ber Waschprozessen. Ziel des Projektes war es davon ausgehend, Vorbehandlungsstrategien f{\"u}r textile Fasermaterialien, basierend auf synthetischen Polymeren oder aus Naturfasern, zu entwickeln, die die Haltbarkeit von Sol-Gel-basierten Ausr{\"u}stungen verbessern. Im Rahmen der Arbeiten wurden, angepasst an die jeweiligen Faserpolymere - Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polypropylen und Baumwolle - funktionelle Gruppen {\"u}ber geeignete Anker auf den Polymeren etabliert, die in der Lage sind, kovalente Bindungen zu Sol-Gel-basierten Beschichtungssystemen auszubilden. Als Anker wurden prim{\"a}r Trialkoxysilane verwendet, die zus{\"a}tzlich z.B. Epoxy-, Isocyanato-, Azido- oder Amino-funktionelle Reste besitzen. Mit diesen Resten k{\"o}nnen die Anker kovalent an die Polymere angebunden werden. Die meisten Sol-Gel-basierten Systeme enthalten zumindest zu einem gewissen Anteil SiOx und/oder MexOy-Cluster. Die zur Funktionalisierung der Oberfl{\"a}chen eingesetzten Alkoxysilane k{\"o}nnen generell an solche Systeme/Cluster per Kondensation gebunden werden und dienen daher f{\"u}r die effektive Anbindung verschiedenster funktioneller Sol-Gel-Schichten. Entsprechend vorfunktionalisierte Substrate wurden in der Folge mit exemplarisch ausgew{\"a}hlten Sol-Gel-Ausr{\"u}stungen beschichtet. Dabei wurden f{\"u}r den Großteil der Untersuchungen hydrophobierende Sole appliziert. Vorteilhaft ist, dass sich der mit hydrophobierenden Solen erzielte Ausr{\"u}stungseffekt genau wie dessen Best{\"a}ndigkeit mit vergleichsweise {\"u}berschaubarem Aufwand {\"u}ber die Untersuchung der Benetzbarkeit (DuPont-Noten, Kontaktwinkel, Tropfeneinsinkzeiten) charakterisieren l{\"a}sst. Die Wirksamkeit der Vorbehandlungen wurde dann vor allem anhand von Untersuchungen zur Waschbest{\"a}ndigkeit der Ausr{\"u}stungen {\"u}berpr{\"u}ft. Im Rahmen der Arbeiten konnte gezeigt werden, dass sich {\"u}ber die Etablierung geeigneter Anker die Best{\"a}ndigkeit von Sol-Gel-Ausr{\"u}stungen bzw. der daraus hervorgehenden Effekte verbessern l{\"a}sst. Es zeigt sich gleichzeitig, dass die erzielten Verbesserungen sehr stark vom jeweiligen Sol abh{\"a}ngen. D.h., dass sich erzielte Verbesserungen nicht zwangsl{\"a}ufig auf andere Sol {\"u}bertragen lassen. Analytische Charakterisierungen weisen darauf hin, dass in vielen F{\"a}llen die Best{\"a}ndigkeit der Beschichtungsnetzwerke selbst einen weit gr{\"o}ßeren Einfluss besitzt als die Anbindung an das Substrat. So zeigt sich bei verschiedenen Untersuchungen, dass die Auflage der Sol-Gel-Beschichtung vor allem nach einer ersten W{\"a}sche, aber auch dar{\"u}ber hinaus, signifikant sinkt, oftmals aber ohne dass der durch Ausr{\"u}stung erzielte Effekt verloren geht. Dies deutet auf ein (Auf-)L{\"o}sen der Beschichtungsmatrizes hin, wovor die Anker nicht sch{\"u}tzen k{\"o}nnen, da deren Wirkung auf die Grenzfl{\"a}che zum Substrat beschr{\"a}nkt ist. Neben den hydrophobierenden Ausr{\"u}stungen wurden exemplarisch auch antibakterielle Ausr{\"u}stungen nach den entsprechenden Vorbehandlungen appliziert. Auch hier konnten Verbesserungen in der Best{\"a}ndigkeit des Effektes erzielt werden. Abschließend wurde untersucht inwieweit sich die Vorbehandlungen im Vergleich zur einfachen Ausr{\"u}stung negativ auf die textilen Produkte auswirken. Hierzu wurden relevante textile Parameter wie z.B. H{\"o}chstzugkr{\"a}fte, Weißgrade, Steifigkeit oder Luftdurchl{\"a}ssigkeiten bestimmt. Diese Parameter wurden in der {\"u}berwiegenden Zahl der Vorbehandlungen nicht oder nur geringf{\"u}gig beeinflusst.},
  language  = {de}
}