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A01 - Polymerhybridmaterialien für das Prägen

Leitung:Prof. Rühe
Bearbeitung:Martin Körner
Laufzeit:2013-2016
Förderung durch:DFG

Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Methoden zur Erzeugung (thermo-)stabiler Mikro- und Nanostrukturen in Polymerfolien für großflächige mikrooptische Anwendungen. Das Konzept basiert auf der Kombination einer chemischen Vernetzung von Präpolymeren, die thermisch aktivierbare Gruppen enthalten, mit Methoden des Mikro- und Nanoimprintings. Zum Einsatz sollen dabei Einkomponenten­systeme aus folienbildenden (Co-)Poly­meren kommen, die unter der Einwirkung von Temperaturen, wie sie während des Präge­vorgangs auftreten, vernetzen und so die abgeformten Strukturen konservieren.

Die Vernetzungsprozesse sollen in dem vorgeschlagenen Konzept durch thermisch aktivierte Radikal- oder Insertions­reaktionen bewirkt werden. Als erste Beispiele für Gruppen, die den Vernetzungsprozess induzieren, sollen (substituierte) Sulfonyl­azide in die Polymere eingebaut werden.

Die Netzwerkbildung bewirkt, dass die entsprechenden Folienkompo­nenten unschmelzbar, unlöslich und stabil gegen permanente Verformung wie zum Beispiel Fließen oder Kriechen sind. Dadurch sollen insbesondere Strukturverrundungen, wie sie beim Entformen nach dem Prägevorgang auftreten, stark reduziert oder sogar vermieden werden. Abhängig von Vernetzungsdichte und Art des eingesetzten Polymeren können dabei optische Folien mit angepasster mechanischer Flexibilität erhalten werden.

Um die optischen Eigenschaften der Folien an die jeweilig gewünschten Brechzahlen anpassen zu können, sollen aus den polymeren Grundkomponenten und anorganische Nanopartikeln Komposit-Systeme entwickelt werden, die auf das gewünschte Eigenschaftsprofil hin gezielt maßgeschneidert sind. Dabei sollen sowohl auf Sol-Gel-Prozessen basierende Ansätze als auch Ansätze, die auf der Kompatibilisierung und Einmischung der Nanopartikel beruhen, verfolgt werden.

Der Einfluss der Zusammensetzung der Polymeren bzw. Komposite auf optischen Eigenschaften und die thermische und mechanische Stabilität von Folien mit geprägten Mikrooptikstrukturen soll untersucht werden.

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