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Unbedenkliche und günstige Photoinitiatoren für viele Produkte

Kunststofftechnik
Neuartige Photoinitiatoren zum Aushärten von Kunststoff

TU_Graz
Forscher der TU Graz haben eine neuartige, wesentlich günstigere Herstellung für germaniumbasierte Photoinitiatoren entwickelt (Bild: Robert Frankl, TU Graz)
Photoinitiatoren sorgen dafür, dass flüssiger Kunststoff – etwa für Zahnfüllungen – mittels Lichts schnell aushärtet. Dank einer neuen Synthesemethode lassen sich diese Initiatoren günstig herstellen. Das öffnet der Technologie weitere Anwendungen, wie Implantate, Prothesen oder künstliches Gewebe.

Manche kennen das Prozedere vom Zahnarzt: Nach dem Ausbohren des Zahns füllt flüssiger Kunststoff den Hohlraum. Die Füllung modelliert der Arzt im Mund und härtet sie durch UV-Licht zur fixen Plombe aus. Möglich machen das so genannte Photoinitiatoren: chemische Verbindungen, die der Füllpaste beigemengt sind. Sie zerfallen unter Lichteinwirkung und bilden Radikale, durch die die Paste aushärtet.

Seit einigen Jahren werden dafür germaniumbasierte Photoinitiatoren eingesetzt. Ihr Plus: Sie absorbieren längerwelliges Licht und benötigen für die Aushärtung somit kein gesundheitlich bedenkliches UV-Licht. Im Dentalbereich sind sie bereits etabliert, obwohl ihre Herstellung kostspielig ist: Die Produktionskosten von einem Kilogramm dieses Initiators liegen derzeit in der Größenordnung eines neuen Kleinwagens.

Neue, simple Synthesemethode für Photoinitiatoren

Gemeinsam mit seinem Team am Institut für Anorganische Chemie entwickelt Dr. Michael Haas von der TU Graz daher eine neue Synthesemethode für germaniumbasierte Photoinitiatoren. Diese Herstellungsmethode kommt im Gegensatz zur konventionellen Synthese nicht nur ohne Schwefel aus, sondern ist deutlich einfacher, effizienter und kostengünstiger. „Es ist uns gelungen, einen alternativen Zugang zu dieser Verbindungsklasse zu etablieren, der einstufig ist und die Isolierung des Produkts geradezu simpel macht“, sagt Michael Haas.

Damit eröffnen sich für diese Klasse von Photoinitiatoren weitere biomedizinische Anwendungen, etwa in der Herstellung von Kontaktlinsen, Prothesen, neuartigen Implantaten oder künstlichem menschlichen Gewebe.

Neue Photoinitiatoren auch für Kontaktlinsen und Implantate

„Interessant wird es überall dort, wo die Verwendung von nicht toxischen Materialien von zentraler Bedeutung ist“, sagt Haas. So werden bei der Herstellung von Kontaktlinsen bislang meist phosphorbasierte und damit toxikologisch bedenkliche Photoinitatoren eingesetzt. Die gesundheitlich unbedenklichen Initiatoren auf Germaniumbasis waren für diese Anwendungen bislang zu teuer. Auch die Herstellung von neuartigen Implantaten, von Prothesen oder künstlichem menschlichen Gewebe sind mögliche Einsatzgebiete des neuartig synthetisierten Initiators

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Dr. Michael Haas
TU Graz | Institut für Anorganische Chemie
Tmichael.haas@tugraz.at

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202111636

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