Polymerdispersionen

Polymerdispersionen, auch Latices genannt, sind kolloidale Dispersionen, in denen Polymerpartikel in einem kontinuierlichen Phasenmedium, üblicherweise Wasser, suspendiert sind. Die Partikelgröße liegt typischerweise im nanometerbereich (ca. 20–1000 nm) und der Feststoffanteil beträgt meist 10 bis 60 Prozent. Das System ermöglicht eine einfache Verarbeitung bei niedrigen Lösungsmittelanteilen und wird daher in vielen Anwendungen bevorzugt eingesetzt.

Stabilisierung erfolgt durch Oberflächenaktive Stoffe (Tenside) und/oder schützende Kolloide wie Polyvinylalkohol. Die Polymerpartikel entstehen durch Emulsionspolymerisation in der wässrigen Phase, wobei Initiatoren wie wasserlösliche Radikale für den Polymerisationsprozess sorgen. Die Auswahl der Monomere, des Stabilisators und der Reaktionsbedingungen bestimmt die Eigenschaften des Latices, einschließlich Tg und Feststoffgehalt.

Herstellungsverfahren umfassen Batch- und semikontinuierliche Emulsionspolymerisationen; bei Bedarf kommen Techniken wie Miniemulsionspolymerisation oder Seeded-Polymerisation zum Einsatz, um Partikelgrößen und -verteilungen zu kontrollieren. Nach der Polymerisation bleibt das Latex stabil, bis es zu lack- oder klebstofftauglichen Formulierungen weiterverarbeitet wird.

Filmbildung erfolgt beim Trocknen oder Verdunsten des Wassers, wenn die Partikel zu einer durchgehenden Schicht verschmelzen. Je nach Polymer wirkt eine Coalescing- oder Entspannungsbehandlung erforderlich. Die Tg des Polymers beeinflusst die Transparenz, Flexibilität und Festigkeit des Endfilms.

Typen umfassen Acrylat-, Styrol-Butadien-, Vinylacetat-Latices sowie Polyurethan-Dispersions (PUDs). Anwendungen finden sich in Lacken, Farben, Klebstoffen, Textil- und Papierbeschichtungen sowie Druck- und Bauchemie. Charakterisiert werden Polymerdispersionen durch Partikelgröße (z. B. DLS), Zeta-Potential, Feststoffgehalt, Mikroskopie und rheologische Eigenschaften.