Herstellung einer "intelligenten Folie"
Chemikalien
GHS-Symbole
Xylol, Isomerengemisch - GEFAHR
H226, H304, H312+H332, H315, H319, H335, H373
P210, P260, P280, P301+P310, P305+P351+P338, P370+P378
1,3,3-Trimethylindolino-6'-nitrobenzopyrylospiran (Spiropyran)
Kein gefährlicher Stoff nach GHS
Polystyrol
Kein gefährlicher Stoff nach GHS
Hinweise: Aus einer DIN A5 Folie, die durch Halbierung einer DIN A4 Folie erhalten wird, werden zwei ca. 15 cm x 10 cm große „intelligente Folien“ hergestellt. Die Anzahl der anzusetzenden Gruppenversuche sollte sich daher nach der Anzahl der Schülerinnen und Schüler richten. Jede Zweiergruppe aus Schülerinnen und Schülern beschichtet eine DIN A5 Folie. Eine Portion der hergestellten Lösung reicht für die Beschichtung von zwei DIN A5 Folien aus.
Die Herstellung der Lösung und der Folie sollte in einem abgedunkelten Raum stattfinden.
Lösung herstellen
Jeweils zwei Gruppen lösen zusammen in einem Becher aus Kunststoff 50 mg Spiropyran in 15 mL Xylol, die ungefähre Menge ist rechts abgebildet.
Es wird gerührt, bis die gesamte Menge des Spiropyrans gelöst ist. Zu dieser Lösung werden unter Rührung mit einem kleinen Glasstab ca. 4,5 g Styropor in kleinen Portionen zugefügt, bis die Spiropyran-Xylol-Polystyrol-Lösung eine honigartige Konsistenz erreicht. Beim Lösen des Styropors entstehen Bläschen, weil im Styropor ein Gas eingeschlossen ist. Um die Gasbläschen aus der viskosen Lösung auszutreiben wird vorsichtig weiter gerührt und mit dem Becher leicht auf die Tischplatte
geklopft. Anschließend lässt man den Becher im Dunkeln für einige Minuten stehen, während die Folie fixiert wird.
Folie fixieren und Auftragen der Polymerlösung
Eine Gruppe fixiert jeweis eine transparente DIN A5 PET Folie mit Klebeband auf einem Stück Karton, so dass alle Kanten der Folie mit Klebeband bedeckt sind.
Etwa ein Viertel des Becherinhalts wird an den oberen Rand der PET-Folie der einen Gruppe gegossen, das zweite Viertel etwa auf die Mitte. Die andere Hälfte wird analog auf die Folie der anderen Gruppe aufgebracht.
Mit dem langen Glasstab, der quer über die Folie mit den Enden auf das Klebeband gelegt wird, zieht man die viskose Masse als dünnen Film über die ganze Folie.
Falls die Folie beim ersten Drüberziehen nicht vollständig benetzt ist, kann der Glasstab ein zweites Mal angelegt und durchgezogen werden.
Achtung: Da das Xylol verdunstet, härtet die Masse schnell. Um unschöne Streifen zu vermeiden, sollte der Glasstab nicht zu oft über die Polymermasse gezogen werden und die Folie sollte möglichst schnell unter einen Abzug zum Trocknen platziert werden.
Trocknen der Folie
Die beschichtete Folie wird samt Unterlage ca. 30 min lang unter den Abzug zum Trocknen und Aushärten gelegt.
Nach 30 min kann mit dem Finger geprüft werden, ob die Beschichtung trocken ist. Zwecks Nachhärtung der Beschichtung kann noch ca. 5 Minuten lang gefönt werden. Dabei soll nicht heiße, sondern kalte bis warme Luft auf die Beschichtung geblasen werden. Nachdem die Beschichtung ausgehärtet ist, werden die Klebebandstreifen abgezogen und die Ränder der Folie mit der Schere gerade geschnitten. Die DIN A5 Folie wird anschließend mit der Schere halbiert. Jedes Stück hat nun die
endgültige Größe von ca. 15 cm x 10 cm.
Einlaminieren, teilen und testen
Vier beschichtete Folien, also die Produkte aus zwei Arbeitsgruppen, werden so in eine DIN A4 Laminiertasche gelegt, dass zwischen den Kanten der einzelnen Folien ca. 0,5 cm Abstände bleiben. Die Laminiertasche mit den eingelegten beschichteten Folienstücken wird vorsichtig in das vorher auf Betriebstemperatur gebrachte Laminiergerät eingeführt und beim Austritt mit der Hand aufgefangen.
Hinweis: Achten Sie darauf, dass die Folien vollständig durchgetrocknet sind, ansonsten kann das Laminiergerät beim Einlaminieren unbrauchbar werden.
Aus dem Laminat werden mit der Schere vier „intelligente Folien“ herausgeschnitten, indem man jeweils durch die Mitte der Abstände zwischen den beschichteten Folienstücken durchschneidet. Die beschichteten Folienstücke sind nun kratzfest und gegen das Ein wirken von Luft, Wasser und anderen Stoffen geschützt. Mit der violetten LED-Taschenlampe wird ein erster Test durchgeführt: Wenn der Versuch gelungen ist, lässt sich durch Auflegen der eingeschalteten Taschenlampe auf die „intelligente Folie“ und langsames Gleiten über die Folie eine Information in blauer Farbe schreiben oder zeichnen. Im Dunkeln verschwindet diese Information innerhalb von ca. 30 Minuten.
