Hydrolysebeständige BO-PET-Folien

Hydrolysebeständige BO-PET-Folien für technische Anwendungen und weitere Bereiche

Für viele Folienanwendungen ist die Hydrolysebeständigkeit eine wichtige Voraussetzung. Für die meisten Anwendungen im Verpackungsbereich ist der Schutz vor Wasser und Feuchtigkeit eine ausschlaggebende Funktion, die die Verpackung zu erfüllen hat. Ebenso ist bei vielen technischen Anwendungen, insbesondere in der Elektrotechnik oder Elektronik, neben den elektrischen Eigenschaften der Schutz vor feuchtigkeitsbedingter Korrosion oder feuchtigkeitsbedingten Fehlfunktionen ein wichtiger Aspekt für die Auswahl einer Folie. Für die unterschiedlichen Anwendungen ist hydrolysebeständige BO-PET-Folie in diversen Stärken lieferbar.

Charakteristika von hydrolysebeständigen BO-PET-Folien

PET-Folien werden aus dem thermoplastischen Kunststoff Polyethylenterephthalat hergestellt. Für hydrolysebeständige BO-PET-Folien werden die Folien direkt im Anschluss an die Extrudierung in zwei Richtungen gedehnt. Diese Reckung, wie der Fachbegriff lautet, erfolgt in Längs- und Querrichtung, weshalb man von biaxialer Orientierung spricht, was sich mit dem Begriff BO im Namen der Folien niederschlägt. Die biaxiale Orientierung ist für viele der wichtigen Eigenschaften von BO-PET-Folie verantwortlich. Durch eine Veränderung der Kristallstruktur wird die Folie temperaturbeständig, reißfest und dimensionsstabil. Für eine gute Beständigkeit gegenüber chemischen Reaktionen mit Wasser werden die hydrolysebeständigen BO-PET-Folien noch zusätzlich ausgerüstet.

Welche Gefahren liegen in einer Hydrolyse?

Beim chemischen Prozess der Hydrolyse werden die Polymerketten in einer Folie durch Wasser aufgespalten. Die Esterbindungen im PET-Werkstoff der Folie werden dabei zersetzt, was die mechanischen Eigenschaften von Folien aus Polyethylenterephthalat wie Zugfestigkeit oder Flexibilität beeinträchtigt. Auch die optischen Eigenschaften der Folien werden durch Hydrolyse schlechter. Insbesondere in feuchten Umgebungen, verschärft durch hohe Temperaturen, ist die Hydrolyse ein Problem für den langfristigen Erhalt der Schutzfunktionen einer Folie.

Möglichkeiten zur Verbesserung der Hydrolysebeständigkeit

Die Hydrolysebeständigkeit von BO-PET-Folien kann auf unterschiedliche Weise verbessert werden. Da ist zum einen die Copolymerisation, bei dem im Produktionsprozess andere Monomere zu Polyethylenterephthalat hinzugefügt werden. Auch die Verwendung von Additiven im Polymerisationsprozess ist eine mögliche Vorgehensweise, um die Hydrolysebeständigkeit von BO-PET-Folien zu erhöhen. Beschichtungen werden ebenfalls eingesetzt, um die Hydrolysebeständigkeit von BO-PET-Folien zu verbessern, ebenso wie Wärmebehandlungen und Plasmabehandlungen.

Methoden zur Verbesserung der Hydrolysebeständigkeit von BO-PET-Folien

• Copolymerisation
  Monomere wie Isophthalsäure oder Cyclohexandimethanol werden während der Polymerisation eingebracht. Diese Monomere verändern die regelmäßige Struktur der Polymerketten und machen sie weniger anfällig für Angriffe durch Wasser.
• Additive
  Stabilisatoren wie Carbodiimide oder Epoxid-basierte Additive können PET während der Verarbeitung zugeführt werden. Additive wirken als Reaktionspartner für Wasser und verzögern somit den Abbauprozess.
• Silikon- oder Epoxidbeschichtungen
  Beschichtungen errichten eine wasserabweisende Barriere.
• Nanokomposite
  Siliziumoxid oder Aluminiumoxid können als Nanopartikel Beschichtungen als zusätzliche Barriere verstärken
• Wärmebehandlung
  Nach der Herstellung der Folie kann eine Wärmebehandlung, auch Annealing genannt, die Kristallinität erhöhen und so die Beständigkeit der BO-PET-Folien gegen Wasser und auch gegen hohe Temperaturen noch verbessern.
• Plasmabehandlung
  Plasmabehandlungen können Oberflächeneigenschaften von Folien gezielt verändern. Die Erzeugung einer hydrophoben Schicht vermindert das Eindringen von Wasser in die Folie.

Einsatzgebiete hydrolysebeständiger BO-PET-Folien

• In Elektrotechnik werden hydrolysebeständige BO-PET-Folien als Isolationsmaterial in Motoren, Transformatoren, Generatoren oder Relais eingesetzt
• In der Elektronik werden hydrolysebeständige BO-PET-Folien für Displays, gedruckte Schaltkreise oder Platinen verwendet
• Bei der Verpackung von Lebensmitteln, pharmazeutischen Produkten oder anderen empfindlichen Produkten, die Schutz vor Feuchtigkeit erfordern, verlängern hydrolysebeständige BO-PET-Folien die Haltbarkeit
• Im industriellen Bereich werden hydrolysebeständige BO-PET-Folien als Trägerfolien für Klebebänder eingesetzt
• Im Automobilbau werden hydrolysebeständige BO-PET-Folien in Bauteilen und Kabelisolierungen verwendet, die widrigen Umwelteinflüssen widerstehen müssen
• In der Solarindustrie dienen hydrolysebeständige BO-PET-Folien als Schutzfolien für Photovoltaikmodule, weil sie UV-Strahlung, Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen widerstehen

Umweltfreundlichkeit von hydrolysebeständigen BO-PET-Folien

Zusätzlich zur Herkunft aus fossilen Rohstoffen verschlechtern einige Methoden zur Verbesserung der Hydrolysebeständigkeit von BO-PET-Folien die Umweltbilanz der Folien. Sowohl Copolymerisation wie auch der Einsatz von Additiven und Beschichtungen verringern die Möglichkeiten BO-PET-Folien in den für PET ja prinzipiell gut etablierten Recyclingkreislauf einzubringen. Wärmebehandlungen und Plasmabehandlungen bieten hier eine umweltfreundlichere Alternative, weil sie ein Recycling nicht verhindern. Die Forschung an anderen Recyclingverfahren, die eine Aufspaltung in die Grundstoffe anstreben, zeigt Wege auf, wie hydrolysebeständige BO-PET-Folien in Zukunft umweltfreundlicher entsorgt werden können. Zudem wird auch an umweltfreundlicheren Substanzen geforscht, die zur hydrolytischen Stabilisierung eingesetzt werden können. Auch die Forschung an Grundstoffen für das BO-PET-Material, die aus nachwachsenden Rohstoffen stammen, macht Hoffnung, dass hydrolysebeständige BO-PET-Folien in Zukunft umweltfreundlicher produziert werden können.