Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC
Der flexible Hohlfasertyp
Spezielle spinnbares ORMOCER® kann mit einem neuen Spinnverfahren zu Hohlfasern verarbeitet werden, deren Eigenschaften dem spezifischen Einsatzzweck angepasst werden können.
Über weite Bereiche modifizierbar und dimensionierbar
Das Eigenschaftsspektrum der neuen anorganisch-organischen Hohlfaserklasse reicht von glasartig spröde bis gummielastisch flexibel, von gasdicht bis hochpermeabel. Die Dimensionen beginnen bei Außendurchmessern < 100 µm und reichen bis > 10 mm. Wandstärken von 20 µm bis 100 µm sind bisher realisierbar. Transparenz, gute Temperaturbeständigkeit und Biokompatibilität sind weitere Merkmale dieses duroplastischen Hohlfasertyps.
Sol-Gel-Technologie als Schlüssel zur Spinnbarkeit
Der duale Charakter des ORMOCER® als anorganisch-organisches Copolymer ist das Geheimnis der Variabilität. Durch die Sol-Gel-Technologie (anorganisches Netzwerk) werden im wesentlichen die komplexen rheologischen Voraussetzungen für die Spinnbarkeit geschaffen, während die organischen wie auch die anorganischen Segmente über einen weiten Bereich zur Eigenschaftsmodifikation (z. B. Permeabilität) zur Verfügung stehen.
Durchdachtes Konzept - geringer technischer Aufwand
Ein Spinnverfahren, basierend auf strahlungsinduzierter UV-Aushärtung, reduziert den technischen Aufwand auf ein Minimum. Der Anwender appliziert die Spinnmasse in Form UV-härtbarer lösungsmittelfreier Harze. Durch Variation der Spinnparameter, der Harzzusammensetzung und der Rheologie lassen sich die Hohlfaserdimensionen einstellen.
Nanoporöse SiO2-Hohlfasern
Als Ausgangsbasis für eine rein anorganische silicatische Hohlfaser bietet sich die ORMOCER®-Hohlfaser an. Das in der Faser ausgebildete dreidimensionale anorganische Si-O-Si-Netzwerk bildet das Rückgrat für die spätere SiO2-Hohlfaser. Nach der Pyrolyse resultiert eine enge Porenradienverteilung im nm-Bereich (0,7 - 3 nm). Neben einer hohen spez. BET-Oberfläche bis 700 m2/g und einer Porosität bis 60 Volumprozent weisen diese Fasern eine hohe Festigkeit von bis zu 100 MPa und eine relativ hohe Biegsamkeit auf.
Mögliche Einsatzgebiete
Die in Frage kommenden Applikationsfelder der neuen ORMOCER®-Hohlfasern reichen vom Einsatz als modifizierbares semipermeables Membranmaterial zur Stofftrennung bis zu reinen Transportfunktionen als Mikrokapillare und Schläuche mit variablen mechanischen Eigenschaften. Das Einsatzgebiet der nanoporösen Hohlfasern wird insbesondere bei der Trennung von Gasen bei höheren Temperaturen (bis 400 °C) gesehen.