ZIPPERLING FORSCHT
FÜR DIE ZUKUNFT

Warum betreibt Zipperling Forschung?

(und beschränkt sich nicht auf Produktentwicklung?)

Als einziges Compoundier-Unternehmen der Welt haben wir uns der Strategie verpflichtet, langfristig wissenschaftlich zu forschen und damit unseren Beitrag zur Lösung einiger wichtiger Zukunftsprobleme zu leisten. Dabei nimmt die Umwelt, v.a. der sorgsame und möglichst sparsame Umgang mit Energie und Rohstoffen, einen wichtigen Platz ein. Um unseren Kunden bei der Entwicklung technisch hochstehender und umweltfreundlicher Produkte zu helfen, benötigen wir tieferes Wissen um die Wechselwirkungen der Stoffe in Konzentraten und Compounds. Daher ist Gegenstand unserer Forschung die Grenzfläche zwischen der Polymermatrix und der dispergierten Phase.

Weitere Informationen: Literaturübersicht

Der Stand unserer Forschung (Oktober 1995) und einige daraus für die Praxis, für die Lösung von Zukunftsproblemen wichtige Resultate sind im folgenden kurz beschrieben:

1. GRENZFLÄCHEN

1.1 Strukturen und Eigenschaften mehrphasiger Polymersysteme

Als wichtigstes Ergebnis unserer Grenzflächenforschung gelang uns die Aufklärung der Strukturen und ihrer Bildungsmechanismen in mehrphasigen Polymersystemen. Dies sind Polymerblends (z .B. schlagzähe Systeme), Konzentrate (z. B. Farbkonzentrate), rußgefüllte Compounds, PAni-Blends, Lacke u. ä. Diese von uns als "dissipativ" erkannten hochkomplexen Strukturen (das kleine Bild oben zeigt einen Ausschnitt aus unserer neuesten Computersimulation) verursachen die uns interessierenden Eigenschaften wie "Schlagzähigkeit", "Schmelzviskosität", "Leitfähigkeit". Inzwischen haben wir diese Nichtgleichggewichtsphänomene auch theoretisch thermodynamisch untermauert.

1.2 Polymerblends und Farbkonzentrate

Auch der Mechanismus der Schlagzäh-Modifizierung und die Rheologie gefüllter Systeme können mit der neuen Thermodynamik verstanden werden.

Wir haben unsere Erkenntnisse v.a. in Farbkonzentraten für technische Polymere, Copolymere und Polymerblends (darunter das neue CARILON^®, oder auch verschiedene hochschlagzähe Polyamide, Polyacetale, PA-ABS-Blends, und Barex^®), in unseren technischen Additiv-Konzentraten und in den "Funktionskonzentraten" angewendet.

1.3 "Absolute Dispersion"

Unsere Erkenntnisse über Grenzflächen helfen uns, Pigmente viel besser, z.T. "absolut" zu dispergieren. Dies ermöglicht erheblich verbesserte Eigenschaften der Fertigteile und die Massefärbung von Fasern.

2. KUNSTSTOFFE FÜR DEN SCHUTZ DER UMWELT

2.1 Kathodischer Korrosionsschutz

Auf der Basis unserer elektrolyrisch stabilen Elektrodenmasse, die zur Trocknung und Entsalzung von Mauerwerken dient und sich über Jahre bewährt hat, haben wir in Zusammenarbeit mit unserem Lizenznehmer eine neue anodisch stabile Elektrode entwickelt, die für den Einsatz im kathodischen Korrosionsschutz von Stahlbeton und Stahlkonstruktionen im Erdreich gedacht ist. Tests bei der Bundesanstalt für Materialprüfung in Berlin sind positiv verlaufen.

2.2 Zink-Brom-Batterie

Noch viel interessanter für den Schutz der Umwelt erscheint uns die Möglichkeit, mit der Zink-Brom-Kunststoff-Batterie Elektroautos anzutreiben und damit einen sauberen, energiesparenden Automobil- und Busverkehr zu ermöglichen. Wir haben aus unserer Forschung dazu die Elektrode beigetragen.

2.3 PET-Antiblock-Konzentrate

Polyester sind heute eine der umweltfreundlichsten Werkstoffklassen. Folien können nur mit AB-Ausrüstung hergestellt werden - eine Aufgabe, die wir seit Jahren meistern und mit neuen Forschungsergebnissen optimiert haben.

2.4 Funktions-Konzentrate für Recycling

Recycling ist nur sinnvoll, wenn Energie und Rohstoffe eingespart werden und einwandfreie Produkte für hochwertige Anwendungen resultieren. Grenzflächenwirksame Konzentrate werden zur Anhebung des Eigenschafts-Niveaus für jeden Einzelfall entwickelt und hergestellt.

2.5 Fasereinfärbung

Die "absolute Dispersion" von Pigmenten erlaubt auch die Massefärbung von Fasern, sie ermöglicht die Einsparung von Millionen m³ Frischwasser. In Europa erst im kleinen Maßstab realisiert, ist dies in den USA bereits eine gängige Praxis.

3. ELEKTRISCH LEITFÄHIGE POLYMERE (ICP): POLYANILIN

3.1 Rohstoffherstellung

Auf der Basis des von uns zwischen 1981 und 1989 entwickelten Polymerisationsverfahrens wird bei Zipperling eine Technikumsanlage und in den USA eine Pilotanlage zur Herstellung von Polyanilin betrieben. Damit steht dieses erste "organische Metall" weltweit erstmalig für kommerzielle Zwecke uneingeschränkt zur Verfügung. Grundlage hierfür ist die besonders weit entwickelten Dispersionstechnologie, mit der wir die kritische Volumenkonzentration für Polyanilin - je nach Dispersions-Matrix - auf Werte um und unter 1% erniedrigen konnten.

3.2 Korrosionsschutz

Unsere Forschung hat ein revolutionäres Korrosionsschutzsystem erfunden und zur Marktreife entwickelt: eine Oberflächenveredlung und Passivierung durch das redoxaktive organische Edelmetall Polyanilin. "CORRPASSIV" sind Grundierungen für unterschiedliche präventive Korrosionsschutz-Anwendungen, "CORREPAIR" ist ein Heimwerkerset zur Sanierung verrosteter Metalle. Diese Systeme können künftig eine wichtige Umweltschutzaufgabe - die Erhaltung energie- und rohstoffaufwendiger Güter - übernehmen.

3.3 EMI-Abschirmung

Auf der Basis der ständig verbesserten Dispergierbarkeit unseres neuen Polyanilins erforschen wir hoch-leitfähige PAni-Polymerblends, die exzellente Abschirmwerte zeigen. Unser Ziel sind Abschirmwerte von 40 bis 75 dB, je nach Frequenz, im Nah- und Fernfeld, mit Wandstärken von 1 - 2 mm. Kommerziell sind diese Systeme noch nicht verfügbar.

3.4 Transparente leitfähige Schichten

Ein weiteres sensationelles Ergebnis unserer Forschung ist ein einfaches Verfahren, mit dem wir Substrate verschiedenster Art mit Polyanilin beschichten. Damit werden transparente antistatische Verpackungs- und Transportmittel für elektronische Bauteile hergestellt. Für die unterschiedlichen Kunststoffe wie einerseits Polyolefine, andererseits PVC, Polyester, -amide oder -acrylate sind jeweils geeignete Lacksysteme zum Tauchen oder Sprühen entwickelt worden. Auch zum transparenten Bedrucken gibt es bereits kommerziell verwendete Systeme.

3.5 Leitfähigkeitsmechanismus

Lange Jahre war es unklar, wie intrinsisch leitfähige Polymere, z. B. Polyanilin, Strom leiten. Sind sie echte Metalle? Unsere Forschung mit der Universität Köln und mit der University of Wellington, Neuseeland, hat uns wichtige Schritte weitergebracht: ICP sind Metalle, leiten metallisch, sind aber einem Quanteneffekt unterworfen.

4. FLAMMSCHUTZ

4.1 Dioxine in flammgeschützten Compounds?

Die Öffentlichkeit ist durch Meldungen über bromierte Dibenzodioxine und Dibenzofurane in flammhemmend ausgerüsteten Kunststoffen beunruhigt, die Kunststoffindustrie reagiert verunsichert. Wir beteiligten uns daher an Forschungsarbeiten des Umweltbundesamtes zur Aufklärung dieses Problems. Wir bieten optimal flammhemmende, halogenhaltige Konzentrate an, die strengsten Sicherheits- und Umweltschutzmaßstäben genügen.

4.2 Halogenfreie FH-Compounds

Ganz unabhängig von der Dioxin-Diskussion ist es wünschenswert, die Flammschutzwirkung in Polymeren ohne die Freisetzung korrosiver Gase zu erreichen. Auch auf diesem Gebiet arbeiten wir kontinuierlich, erste Erfolge scheinen sich für einige Spezialanwendungen einzustellen.