TY - THES

T1 - Epoxidharze und anorganische Füllstoffe mit photochemisch steuerbaren Eigenschaften

T2 - Neue Strategien für die Herstellung von Verbundwerkstoffen mit verbesserter Rezyklierbarkeit

AU - Kreimer, Manuel

N1 - gesperrt bis null

PY - 2014

Y1 - 2014

N2 - In der vorliegenden Masterarbeit werden neue Ansätze für eine erleichterte Rezyklierbarkeit von duromeren Verbundmaterialien auf Basis von Epoxidharzen entwickelt un d untersucht. Im Rahmen der Arbeit werden neue Epoxidmonomere mit funktionellen Gruppen synthetisiert, welche im ersten Schritt durch eine thermische Härtungsreaktion mit einem Anhydrid als Vernetzer ein duromeres Netzwerk ausbilden. Im zweiten Schritt werden die gebildeten Netzwerkstellen durch Anregung mit externen Stimuli, insbesondere durch UV-Licht, gezielt gespalten. Durch Einbau eines Anthracen-funktionalisierten Monomers wird die Entwicklung von reversibel vernetzbaren Epoxidharzen ermöglicht. Unter Bestrahlung mit UV-Licht erfolgt eine Dimerisierungsreaktion der Anthracengruppen und ein Netzwerk wird ausgebildet. Die gebildeten Netzwerkstellen können durch einen anschließenden thermischen Schritt wieder gespalten werden. Die Reversibilität der Photodimerisierung wird mittels UV/Vis Spektroskopie untersucht und die Steuerbarkeit der thermo-mechanischen Eigenschaften wird über mehrere Zyklen (UV-induzierte Vernetzung und thermisch induzierte Bindungsspaltung) verfolgt. In einem weiteren Ansatz werden durch die Einbindung von kovalent gebundenen bifunktionellen o-Nitrobenzylesterderivaten in Epoxidharzsystemen neue UV-sensitive duromere Materialien entwickelt. Durch UV-Belichtung wird eine Spaltung der o-Nitrobenzylester-Bindungen im Duromer initiiert und das Netzwerk wird kon- trolliert abgebaut. Die Spaltung der Netzwerkstellen wird mittels FTIR- Spektroskopie und dynamisch mechanischer Analyse der Harzproben in Abhängigkeit der Bestrahlungsdosis nachgewiesen. Des Weiteren wurden die bifunktionellen o-Nitrobenzylester-Derivate auf der Oberfläche von Glasfasern immobilisiert. Die Spaltreaktion an der Glasfaseroberfläche wird mittels Zetapotentialmessungen überprüft und die Anwendbarkeit der neuen Faser-Matrix Systeme mit Hilfe von Faserausziehversuchen bewertet.

AB - In der vorliegenden Masterarbeit werden neue Ansätze für eine erleichterte Rezyklierbarkeit von duromeren Verbundmaterialien auf Basis von Epoxidharzen entwickelt un d untersucht. Im Rahmen der Arbeit werden neue Epoxidmonomere mit funktionellen Gruppen synthetisiert, welche im ersten Schritt durch eine thermische Härtungsreaktion mit einem Anhydrid als Vernetzer ein duromeres Netzwerk ausbilden. Im zweiten Schritt werden die gebildeten Netzwerkstellen durch Anregung mit externen Stimuli, insbesondere durch UV-Licht, gezielt gespalten. Durch Einbau eines Anthracen-funktionalisierten Monomers wird die Entwicklung von reversibel vernetzbaren Epoxidharzen ermöglicht. Unter Bestrahlung mit UV-Licht erfolgt eine Dimerisierungsreaktion der Anthracengruppen und ein Netzwerk wird ausgebildet. Die gebildeten Netzwerkstellen können durch einen anschließenden thermischen Schritt wieder gespalten werden. Die Reversibilität der Photodimerisierung wird mittels UV/Vis Spektroskopie untersucht und die Steuerbarkeit der thermo-mechanischen Eigenschaften wird über mehrere Zyklen (UV-induzierte Vernetzung und thermisch induzierte Bindungsspaltung) verfolgt. In einem weiteren Ansatz werden durch die Einbindung von kovalent gebundenen bifunktionellen o-Nitrobenzylesterderivaten in Epoxidharzsystemen neue UV-sensitive duromere Materialien entwickelt. Durch UV-Belichtung wird eine Spaltung der o-Nitrobenzylester-Bindungen im Duromer initiiert und das Netzwerk wird kon- trolliert abgebaut. Die Spaltung der Netzwerkstellen wird mittels FTIR- Spektroskopie und dynamisch mechanischer Analyse der Harzproben in Abhängigkeit der Bestrahlungsdosis nachgewiesen. Des Weiteren wurden die bifunktionellen o-Nitrobenzylester-Derivate auf der Oberfläche von Glasfasern immobilisiert. Die Spaltreaktion an der Glasfaseroberfläche wird mittels Zetapotentialmessungen überprüft und die Anwendbarkeit der neuen Faser-Matrix Systeme mit Hilfe von Faserausziehversuchen bewertet.

KW - Funktionelle Epoxidharze

KW - Funktionelle Füllstoffe

KW - UV-Spaltung

KW - [4+4] Cycloadditionsreaktion

KW - functional epoxy resins

KW - functional filler materials

KW - UV-cleavage

KW - [4+4] cyclo-addition reaction

M3 - Masterarbeit

ER -