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Large Scale Self-Assembly of Smectic Nanocomposite Films by Doctor Blading versus Spray Coating : Impact of Crystal Quality on Barrier Properties

Titelangaben

Tsurko, Evgeny ; Feicht, Patrick ; Nehm, Frederik ; Ament, Kevin ; Rosenfeldt, Sabine ; Pietsch, Ines ; Roschmann, Konrad ; Kalo, Hussein ; Breu, Josef:
Large Scale Self-Assembly of Smectic Nanocomposite Films by Doctor Blading versus Spray Coating : Impact of Crystal Quality on Barrier Properties.
In: Macromolecules. Bd. 50 (Mai 2017) Heft 11 . - S. 4344-4350.
ISSN 1520-5835
DOI: https://doi.org/10.1021/acs.macromol.7b00701

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Abstract

Flexible transparent barrier films are required in various fields of application ranging from flexible, transparent food packaging to display encapsulation. Environmentally friendly, waterborne polymer–clay nanocomposites would be preferred but fail to meet in particular requirements for ultra high water vapor barriers. Here we show that self-assembly of nanocomposite films into one-dimensional crystalline (smectic) polymer–clay domains is a so-far overlooked key-factor capable of suppressing water vapor diffusivity despite appreciable swelling at elevated temperatures and relative humidity (R.H.). Moreover, barrier performance was shown to improve with quality of the crystalline order. In this respect, spray coating is superior to doctor blading because it yields significantly better ordered structures. For spray-coated waterborne nanocomposite films (21.4 μm) ultra high barrier specifications are met at 23 °C and 50% R.H. with oxygen transmission rates (OTR) < 0.0005 cm3 m–2 day–1 bar–1 and water vapor transmissions rates (WVTR) of 0.0007 g m–2 day–1. Even in the most challenging environments (38 °C and 90% R.H.), values as low as 0.24 cm3 m–2 day–1 bar–1 and 0.003 g m–2 day–1 were found for OTR and WVTR, respectively.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Chemie I
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Chemie I > Lehrstuhl Anorganische Chemie I - Univ.-Prof. Dr. Josef Breu
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen > SFB 840 Von partikulären Nanosystemen zur Mesotechnologie
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen > SFB 840 Von partikulären Nanosystemen zur Mesotechnologie > SFB 840 - TP B 3
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Eingestellt am: 29 Mär 2018 07:33
Letzte Änderung: 29 Mär 2018 07:33
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/43101