Unsere Kunststoffentwicklungen umfassen die Synthese neuer Polymere sowie die Modifikation bestehender Kunststoffe, um deren Eigenschaften zu verbessern. Dies kann durch die Einführung neuer Monomere, die Anpassung der Polymerstruktur zum Beispiel durch Pfropfen oder die Zugabe von Additiven erreicht werden. Ziel ist es, Kunststoffe mit spezifischen Eigenschaften wie hoher Festigkeit, Flexibilität, biologischer Abbaubarkeit oder Temperaturstabilität zu erzeugen. Ein wichtiger Aspekt der Kunststoffentwicklung ist die Nachhaltigkeit, wobei der Fokus auf der Entwicklung biobasierter, biologisch abbaubarer oder rezyklierbarer Kunststoffe liegt.

Wir decken den gesamten Bereich der Kunststoffherstellung ab. Von der Synthese von Monomeren im Labormassstab (Glaskolben, Schlenktechnik) bis zur Verarbeitung mit Extrudern und Spritzguss können wir die Prozesskette des Polymerengineerings abbilden. Dabei hilft uns ein umfangreiches und flexibles Equipment, um die diversen Anwendungsgebiete im Labormassstab abzudecken.

Wir beschäftigen uns mit der Verarbeitung von Polymeren zu fertigen Produkten. Dies umfasst die Entwicklung und Optimierung von Verarbeitungsverfahren wie Extrusion, Spritzguss und 3D-Druck. Dabei können wir auch die reaktive Extrusion im Labormassstab zur Funktionalisierung einsetzen. Wir verfügen über zwei industrielle Spritzgussanlagen und mehrere Ein- und Doppelschneckenextruder für Kleinstmengen bis hin zum Technikumsmassstab in verschiedenen Ausführungen.

Ein weiterer Kompetenzbereich sind die additiven Fertigungsverfahren wie der 3D-Druck. Mehrere Filament (MEX)- und Stereolithografie (SLA)-Drucker sind für Forschungsprojekte im Einsatz. Auch ein Granulatdrucker kann eingesetzt werden, damit keine Filamente hergestellt werden müssen. Unser Schwerpunkt liegt auf der Neuentwicklung von innovativen Materialien und dem Drucken von ungewöhnlichen Strukturen.

Unser Labor beschäftigt sich intensiv mit der Entwicklung neuer Klebstoffe, wobei innovative Ansätze und Ideen im Vordergrund stehen. In enger Zusammenarbeit mit Unternehmen entwickeln wir neue Produkte und Technologien, um innovative Lösungen zu schaffen, die den Marktanforderungen gerecht werden und die Leistungsvielfalt der Klebstoffe kontinuierlich verbessern.

Leistungsfähige Klebstoffe werden durch die Einführung von neuartigen Additiven und der Untersuchung von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen erforscht. Statistische Versuchsplanung mittels Design of Experiment-Ansätze (DoE) zur Untersuchung der Einflüsse von verschiedenen Faktoren auf die Klebstoffeigenschaften werden systematisch eingesetzt.

Die Untersuchung der Haftungseigenschaften von Klebstoffen ist entscheidend, um ihre Leistungsfähigkeit in verschiedenen Anwendungen zu bewerten. Dabei wird auch die Langzeitbeständigkeit analysiert, um sicherzustellen, dass die Klebstoffe über einen längeren Zeitraum hinweg zuverlässig funktionieren. Diese Untersuchungen helfen, die Qualität und Haltbarkeit der Klebstoffe zu optimieren und ihre Eignung für spezifische Einsatzbereiche zu bestätigen.

Zur Verbesserung der Benetzbarkeit und damit zur Steigerung der Adhäsion verwenden wir Oberflächenmodifikationstechniken wie Plasma (Vakuum- und Atmosphärenplasma) und untersuchen den Einfluss auf den Kontaktwinkel, die Oberflächenenergien und das Klebeverhalten.

Die Optimierung von Klebeprozessen und -methoden zielt darauf ab, die Effizienz und Zuverlässigkeit der Klebeverbindungen zu verbessern (Stichwort DIN 2304-1). Zur Qualitätssicherung werden umfangreiche Materialtests und Analysen durchgeführt, die sicherstellen, dass die Klebstoffe den geforderten Standards entsprechen und zuverlässig funktionieren.

Darüber hinaus bieten wir umfassende Beratung an, um Kunden bei der Auswahl und Anwendung von Klebstoffen und Polymeren zu unterstützen.

Das Labor ist mit modernster Technik ausgestattet, um umfassende Materialuntersuchungen und -tests durchzuführen. Dazu gehören Geräte zur mechanischen Prüfung, thermischen Analyse und chemischen Charakterisierung.

Unsere Analytik fokussiert sich einerseits auf die Untersuchung auf molekularer Ebene. Dazu nutzen wir IR-, Raman-, NMR-, UV/VIS und Massenspektroskopie. Die Elementanalytik (ICP-OES, GC-MS, REM-EDX und XPS) hilft uns, Zusatzstoffe, Additive sowie Verunreinigungen zu detektieren und zu bestimmen. Zur Bestimmung des Polymerisationsgrades steht die Gelpermeationschromatografie (GPC) zur Verfügung.

Das thermische Verhalten der Kunststoffe ist entscheidend für das Einsatzgebiet. Dazu nutzen wir die klassische thermische Analyse (DSC, DMA, TGA) aber auch Simultanthermoanalysemethoden mit gekoppelter Gasanalyse (IR, MS).

Die mechanischen Kennwerte der Polymere und Klebstoffe werden durch Zug- und Druckprüfungen mit einer Vielzahl von Prüfeinrichtungen auch bei unterschiedlichen Temperaturen gemessen.

Die viskoelastischen Eigenschaften sind sehr charakteristisch und entscheiden bei Kunststoffen oft über das Anwendungsgebiet. Rheologische Untersuchungen spielen bei der Entwicklung und Anwendungen von Klebstoffen eine wichtige Rolle. Wir beschäftigen uns vertieft mit der Rheologie von polymeren Systemen (Rotationsrheometer, MFI, DMA).

Zur Charaktersierungen der Oberfläche nutzen wir Konfokalmikroskopie, AFM und REM, die auch korrelativ miteinander verbunden sind und so vertiefte Informationen generieren.

Das Labor ist in zahlreichen Forschungsprojekten involviert und arbeitet eng mit Industriepartnern sowie anderen Forschungseinrichtungen zusammen. Diese Kooperationen, oft durch Innosuisse gefördert, ermöglichen den Wissenstransfer und die Anwendung neuester Forschungsergebnisse in die Praxis.

Aktuell arbeiten wir an mehreren Projekten, welche die Entwicklung von neuartigen Biokunststoffen zum Ziel haben. Einerseits stehen neuartige biobasierte Rohstoffe zur Verfügung, die nachhaltige Alternativen zu herkömmlichen Kunststoffen darstellen. Diese werden modifiziert und in Kombination mit anderen biologisch abbaubaren Materialien verwendet, um umweltfreundliche Verpackungen und Produkte herzustellen. Die Forschung konzentriert sich auf die Optimierung der mechanischen Eigenschaften und der Abbaubarkeit dieser Biokunststoffe, um ihre Anwendung in verschiedenen Industrien zu ermöglichen.

Im Schuhbereich sind wir in der Entwicklung von neuartigen, rezyklierbaren und individuell anpassbaren Sohlen mittels 3D-Druck tätig. Andererseits wurden Zwischensohlen entwickelt, die bei sehr geringen Dichten sehr hohe Rückprallelastizität aufweisen, damit effizientes Laufen möglich ist. Weiter sind Projekte zur Entwicklung von nachhaltigen Sohlen am Laufen, damit der Sohlenabrieb in der Natur keinen nachteiligen Effekt hat. 

Wir sind aktiv am InnoBooster «Applied Circular Sustainability» beteiligt. Dies ist eine Initiative zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und Nachhaltigkeit in verschiedenen Industriezweigen. Dabei tragen wir zur Entwicklung und Umsetzung innovativer Lösungen bei, die darauf abzielen, Ressourcen effizienter zu nutzen und Abfall zu minimieren (zum Beispiel Projekt Waste-to-Wow).

Im Bereich 3D-Druck wurden Hochleistungspolymere hoch gefüllt entwickelt und mit neuartigen Methoden gedruckt. Auch Filamente aus Abfallströmen, die in der Industrie oder Privathaushalt anfallen, werden erforscht, hergestellt und getestet.

Die Formulierung von Klebstoffen stellt eine Kernkompetenz unserer Forschungstätigkeit dar. Dabei werden Sport-Klebstoffe entwickelt, die eine breite Haftung auf verschiedenen Materialien bieten und gleichzeitig einen optimalen Aushärtungsprozess aufweisen. Die Forschung umfasst die Formulierung des Klebstoffs, die Optimierung des Aushärtungsprozesses und die Prüfung der Haftung und Haltbarkeit unter realen Bedingungen.

Ein struktureller Kautschuk-Klebstoff vereint die Flexibilität von Elastomeren mit der Steifigkeit von Duromeren und kann in Automobilanwendungen eingesetzt werden, bei denen starke und dauerhafte Verbindungen erforderlich sind.