Zusammenfassung
Zur Regulierung der durch die Gebäudeverglasung eingestrahlten Sonne werden derzeit mechanische Vorrichtungen wie Jalousien oder Sonnenblenden verwendet. Eine innovative und kostengünstigere Alternative dazu bieten „Intelligente Fenster“. Der vielversprechendste Typ sind „Thermotrope Fenster“, in deren Verglasung eine Schicht integriert ist, die in Abhängigkeit von der Temperatur ihre optischen Eigenschaften ändert.
In dem Projekt wurden neue thermotrope Materialien auf einer Hydrogel-Basis entwickelt, die im Bereich von 30-45°C bei niedrigen Kosten ein homogenes, schlierenfreies Schalten mit der notwendigen Langzeitstabilität aufzeigen.
Zur Identifizierung geeigneter Polymere fanden an einer Reihe von kommerziellen polymeren Ethern (Glycerolalkoxylaten mit unterschiedlichen Ethoxylat /Propoxylat Verhältnissen) zunächst Untersuchungen im wässrigen Medium statt. Im Anschluss wurden durch Zusatz von Quervernetzern (z.B. Lithiumchlorid (LiCl) oder Magnesiumchlorid (MgCl2) eine Gelierung der wässrigen polymeren Systeme und eine Verbesserung der optischen Eigenschaften erreicht.
Um Fenster mit den neu entwickelten thermotropen Hydrogelen beschichten zu können, wurden verschiedene Fülltechnologien bei unterschiedlichen Schichtdicken erprobt.
Ergebnisse:
- Entwickelt wurden vier thermotrope Hydrogele, die aufgrund ihrer Schalttemperatur und optischen Eigenschaften geeignet sind:
- Zwei Gele, basierend auf Polyether/Wasser/LiCl (Schalttemperatur 31°C), sind kostengünstig herzustellen, aber nicht sehr stabil.
- Ein Gel, bestehend aus Polyether/Wasser/MgCl2 (Schalttemperatur 40°C), ist preisgünstig und hat eine bessere Langzeitstabilität als die LiCl-haltigen Gele.
- Ein Gel, basierend auf Polyether/Wasser/Polyacrylsäure/CaCl2, zeigt die höchste Langzeitstabilität, kostet aber das Fünffache der o.g. Gele.
- Bei den Fülltechnologieversuchen hat sich eine Butylschnur mit integriertem Abstandshalter bewährt. Dabei erwies sich als optimaler Scheibenabstand eine Schichtdicke von 1-1,5 mm.
