Abbildung 1. Vorgehen bei der Oberflächenmodifizierung.

A) das Verfahren: Ein mit einem funktionellen Polymer beschichtetes Substrat wird auf dem Druckbett fixiert. Darauf wird eine erste, dann die weiteren Schichten des Thermoplasts gedruckt. Beim Kontakt Schmelze-Polymer wird eine Kopplungsreaktion initiiert.

B) Beispiel einer Kopplungsreaktion: Aus einem Carbonsäurederivat 1 wird säurekatalysiert ein Acyl-Kation 3 gebildet. Bei Kontakt mit einem aromatischen System kommt es zur chemischen Kopplung durch elektrophile aromatische Substitution, 4.

Nach Spülung in Wasser zeichnet sich die untere Thermoplastoberfläche durch eine hohe Dichte an Carbonsäuren aus, die die Oberflächeneigenschaften bestimmen. Das gedruckte Teil ist sehr hydrophil und polar. XPS-Messungen weisen einen hohen Sauerstoffgehalt aus.

Gedruckte Teile mit definiert eingestellten funktionellen Oberflächen können in der Forschung als Modellsystem dienen. Die Methode kann dort eingesetzt werden, wo on demand Teile mit definierter Geometrie und definierter permanenter chemischer Oberflächenfunktionalität benötigt werden, z.B. in Life-Science-Laboren.