Beitrag zur Herstellung flexibler EC Mehrschichtsysteme auf Polycarbonatsubstrat und deren Weiterverarbeitung im Spritzp
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Elektrochrome (EC), abdunkelbare Glasscheiben für den Wärme- und Blendschutz in Gebäuden, oft als Smart Windows bezeichnet, sind im Handel erhältlich, ebenso wie selbst abdunkelnde Rückspiegel oder Fenster in Flugzeugkabinen. Kennzeichnend sind der nach wie vor hohe Preis und Glas als Trägermaterial der Systeme. Anwendungen auf Kunststoffbasis wie Visiere, Skibrillen und Autoscheiben, die ein geringes Gewicht, eine dreidimensionale Geometrie und eine Fertigung mit hohem Durchsatz erfordern, sind bislang nicht auf dem Markt. Um derartige EC Bauteile (ECDs) herzustellen, könnte eine flexi...
Elektrochrome (EC), abdunkelbare Glasscheiben für den Wärme- und Blendschutz in Gebäuden, oft als Smart Windows bezeichnet, sind im Handel erhältlich, ebenso wie selbst abdunkelnde Rückspiegel oder Fenster in Flugzeugkabinen. Kennzeichnend sind der nach wie vor hohe Preis und Glas als Trägermaterial der Systeme. Anwendungen auf Kunststoffbasis wie Visiere, Skibrillen und Autoscheiben, die ein geringes Gewicht, eine dreidimensionale Geometrie und eine Fertigung mit hohem Durchsatz erfordern, sind bislang nicht auf dem Markt. Um derartige EC Bauteile (ECDs) herzustellen, könnte eine flexible EC Folie im Spritzgießverfahren mit Kunststoffschmelze hinterspritzt werden und in einem einzigen automatisierten Schritt mit geringer Verarbeitungszeit zu kompakten 3D-Geometrien weiterverarbeitet werden. Zu diesem Zweck wird eine flexible EC Folie mit Indium-Zinnoxid (ITO)-beschichteter Polycarbonatfolie (PC) als transparente leitfähige Elektrode (transparent conductive electrode - TCE) und flexiblem Polymerelektrolyten hergestellt und dieses ECD sowie dessen Bestandteile zunächst detailliert charakterisiert. Besonders ist das Trägermaterial PC, bei dem es sich um einen hochwertigen, technischen Kunststoff handelt, der aufgrund seiner optischen und mechanischen Eigenschaften besonders für transparente Anwendungen geeignet ist. Die meisten in der Literatur beschriebenen Systeme basieren auf einem PET/ITO Substrat, das kommerziell verfügbar ist. Mit Blick auf die zu erwartenden prozessbedingten thermomechanischen Beanspruchungen während der Verarbeitung der EC Folie im Spritzgießprozess wird die Widerstandsfähigkeit der PC/ITO-TCE unter Variation der ITO-Schichtdicke bei thermischer und thermomechanischer Beanspruchung untersucht und der Einfluss des Hinterspritzens auf die Eigenschaften charakterisiert. Im zweiten Schritt wird die flexible EC Folie als Gesamtsystem im Spritzprägeverfahren hinterspritzt. Besonderer Fokus liegt daneben aufgrund seiner Schlüsselrolle im elektrochemischen System auf dem verwendeten elastomeren Gel-Elektrolyten mit Polyurethanmatrix, der sich in Vorarbeiten als vorteilhaft zeigte. Untersucht werden das Aushärteverhalten und der Einfluss des Anteils von Lösungsmittel und Leitsalz auf die Ionenleitfähigkeit sowie die optischen und mechanischen Eigenschaften. Weiterhin wird die Beständigkeit des Elektrolyten bei künstlicher Bewitterung bei 25/50 °C und 50 % relativer Feuchte in Luft und bei 25 °C in trockener Stickstoffatmosphäre, jeweils mit und ohne UV-Bestrahlung, in Abhängigkeit von der Menge an Leitsalz und Lösungsmittel untersucht.
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