Was ist eigentlich Sol-Gel ?

Eine einfache Methode, Silika (Glas) aus einer Lösung herzustellen, entspricht einer chemischen Reaktion, die Metallalkoxide und Wasser in einem alkoholischen Lösungsmittel mit einbezieht. Die erste Reaktion ist eine Hydrolyse, die die Substitution der mit Silizium verbundenen or-Gruppen durch Silanol-Si-OH-Gruppen ersetzt. Diese chemischen Stoffe können miteinander reagieren, um Si-O-Si (Siloxan) Bindungen zu bilden, die zur Netzbildung von Silika führen. Diese Phase begründet ein 3D-Netzwerk. Die Flüssigkeit, die als Lösungsmittel zur Durchführung der verschiedenen chemischen Reaktionen eingesetzt wurde, verbleibt in den Poren des so entstandenen festen Netzwerks. So wird ein Gel gewonnen.

Eine Entfernung des in den Poren vorhandenen Lösungsmittels führt zur Entstehung eines Trockengels mit der Bezeichnung „Xerogel“ („xeros“ bedeutet im Griechischen trocken. Eine Sinterung bei niedrigen Temperaturen führt zu einer Verdichtung des Xerogelfilms, der sich so verdichtet.

Multifunktionelle Sol-Gel-Beschichtungen

Die Sol-Gel-Technik weist zahlreiche Vorteile bei der Ausarbeitung innovativer Beschichtungen auf: Aufgrund der milden und relativ niedrigen Temperaturen (Atmosphäre bei 250 °C) ist das Sol-Gel-Verfahren mit Reaktionen der organischen Chemie vereinbar. So wird es möglich, organische und anorganische Stoffe in ein einziges Material/eine Schicht zu verbinden, um letztlich eine hybride Zusammensetzung/Beschichtung mit neuartigen, unerwarteten Möglichkeiten für neue innovative Oberflächen zu gewinnen.

Die Zusammensetzung hybrider Beschichtungen kann mit geeigneten Chemikalien modifiziert werden, um beispielsweise:

• bestimmte Farbtöne zu erzielen
• die Kratzfestigkeit zu erhöhen
• optische Funktionen zu bieten (Umschalten, Amplifizierung, usw.)
• auf mechanischer und chemischer Ebene die Oberfläche des Substrats zu verstärken
• ebene Leitstrukturen vorzubereiten
• antibakterielle Überzüge auszuarbeiten
• …

Die technologische Umsetzung (Eintauchen, Sprühen, Rollbeschichtung) ist einfach, kostengünstig und anwendbar auf Teile mit komplexen geometrischen Formen und/oder unterschiedlicher Größen, Arten (Metall, Keramik, Polymere, Textilien, Holz usw.) und/oder Härtegraden dar. Anhand der Flexibilität der Methode ist es möglich, eine Dicke der Filmschichten von durchschnittlich 1 Nanometer bis 20 Mikrometer zu erreichen.

IONICS hat eine umfangreiche Palette an hybriden multifunktionellen Sol-Gel-Beschichtungen entwickelt, die unter der Produktbezeichnung „NANOXID“ vermarktet werden.