Elektrisch leitfähige Verbundgläser für Fahrzeug- und Fassadenbau

Im Rahmen einer Projektstudie von INNOVENT e.V. Technologieentwicklung Jena, wurden Untersuchungen zur Erzeugung transparent-leitfähiger Polymermaterialien durchgeführt.

Elektrisch leitfähige Verbundgläser für Fahrzeug- und Fassadenbau

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Frontscheiben von Fahrzeugen sind aus Sicherheitsgründen immer ein Verbund¬sicher¬heitsglas (VSG), hergestellt aus zwei mit einer reißfesten Laminierfolie verklebten Glasscheiben. Die Folie besteht dabei in fast allen Fällen aus Polyvinylbutyral (PVB). Im Fahrzeugbau besteht der Wunsch nach beheizbaren Scheiben. Eine Alternative gegenüber bestehenden teuren Verfahren für VSG ist, die erforderliche PVB Schicht derart zu modifizieren, dass sie elektrisch leitfähig wird und dennoch eine hinreichende Transmission besitzt. Dazu werden Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT) in die Polymermatrix eingebracht.
Diese sind potenziell geeignet, selbst in geringen Konzentrationen eine gute Leitfähigkeit des damit versetzten Polymers zu ermöglichen, ohne die Transparenz des Materials extrem zu verschlechtern. Damit dies klappt, ist eine extrem homogene Verteilung und Ausrichtung der Nanoröhrchen erforderlich, ebenso deren hohe Reinheit und Formeinheitlichkeit. Die erforderliche gute Homogenisierung der CNT im PVB wird durch eine spezielle Oberflächenmodifikation der CNT erreicht, mit der funktionelle Gruppen an den Wänden und Enden der CNT verankert werden, die ihrerseits eine gute Anbindung an das polymere Matrixmaterial gestatten, gleichzeitig aber verhindern, dass die CNT untereinander zusammenbacken außer an ihren Enden.
Im Rahmen der Untersuchungen konnten bei CNT-Konzentrationen von 0,1 Massen% Transmissionswerte von bis zu 88 % für die beladenen Filme erzielt werden. Die elektrische Leitfähigkeit der extrudierten Folien lag allerdings bei einigen nS/m (gegenüber < 0,01 nS/m der unbeladenen PVB-Folien. Die bisherigen Untersuchungen zeigen, dass durch die gezielte Modifikation der CNT sowie verbesserte Dispergierverfahren ein noch nicht erschlossenes Potenzial für die weitere Steigerung und Stabilisierung der elektrischen Leitfähigkeit möglich ist. Hierfür werden innovationsfreudige, risikobereite Partner aus der Wirtschaft gesucht, um gemeinsam diesen Schritt zu realisieren.