TY - THES

T1 - Funktionalisierung und Optimierung von Anti-Haft-Beschichtungen auf Organosilan-Basis

AU - Müller, Matthias

N1 - gesperrt bis 27-05-2023

PY - 2021

Y1 - 2021

N2 - Die vorliegende Masterarbeit beschäftig sich mit der Erhöhung der Schichtdicke einer anti-adhäsiven Beschichtung auf Basis von Organosilanen, sowie mit dem Einbau eines Marker-Moleküls in diese Beschichtung. Die Basis-Beschichtung wurde bereits im Rahmen von Vorarbeiten am Lehrstuhl für Chemie der Kunststoffe der Montanuniversität Leoben, entwickelt. Hinsichtlich der Schichtdickenerhöhung wurden sechs Einflussparameter definiert, die mittels statistischer Versuchsplanung (design of experiments - DOE) gezielt variiert wurden. Die Organosilanbeschichtung wurde dabei jeweils nasschemisch auf Silizium-Wafer aufgetragen und die Schichtdicke mittels spektroskopischer Ellipsometrie gemessen. Dabei konnte bestimmt werden, welche Parameter des Beschichtungsprozesses am meisten Einfluss auf die Schichtdicke haben, und welche Parameter sich untereinander am meisten beeinflussen. Die Schichtdicken der im DOE präparierten Proben befanden sich im Bereich 10 – 20 nm. Für den chemisch kovalenten Einbau eines Marker-Moleküls in die Beschichtung wurde ein funktionelles Organosilan synthetisiert, dessen Struktur mittels NMR– sowie Infrarotspektroskopie charakterisiert wurde. Mit diesem Organosilan konnte zunächst eine detektierbare Schicht ohne anti-adhäsive Eigenschaften aufgetragen werden. In weiterer Folge konnte auch eine detektierbare Beschichtung mit anti-adhäsiven Eigenschaften generiert werden. Der Nachweis der funktionellen Moleküle wurde mit Hilfe physikalisch-chemischer Methoden durchgeführt. Zusätzlich wurde die Kinetik der Hydrolysereaktion der drei Organosilane, die in dieser Arbeit eingesetzt wurden, mittels NMR-Spektroskopie untersucht. Hierbei konnten signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Organosilanen belegt werden.

AB - Die vorliegende Masterarbeit beschäftig sich mit der Erhöhung der Schichtdicke einer anti-adhäsiven Beschichtung auf Basis von Organosilanen, sowie mit dem Einbau eines Marker-Moleküls in diese Beschichtung. Die Basis-Beschichtung wurde bereits im Rahmen von Vorarbeiten am Lehrstuhl für Chemie der Kunststoffe der Montanuniversität Leoben, entwickelt. Hinsichtlich der Schichtdickenerhöhung wurden sechs Einflussparameter definiert, die mittels statistischer Versuchsplanung (design of experiments - DOE) gezielt variiert wurden. Die Organosilanbeschichtung wurde dabei jeweils nasschemisch auf Silizium-Wafer aufgetragen und die Schichtdicke mittels spektroskopischer Ellipsometrie gemessen. Dabei konnte bestimmt werden, welche Parameter des Beschichtungsprozesses am meisten Einfluss auf die Schichtdicke haben, und welche Parameter sich untereinander am meisten beeinflussen. Die Schichtdicken der im DOE präparierten Proben befanden sich im Bereich 10 – 20 nm. Für den chemisch kovalenten Einbau eines Marker-Moleküls in die Beschichtung wurde ein funktionelles Organosilan synthetisiert, dessen Struktur mittels NMR– sowie Infrarotspektroskopie charakterisiert wurde. Mit diesem Organosilan konnte zunächst eine detektierbare Schicht ohne anti-adhäsive Eigenschaften aufgetragen werden. In weiterer Folge konnte auch eine detektierbare Beschichtung mit anti-adhäsiven Eigenschaften generiert werden. Der Nachweis der funktionellen Moleküle wurde mit Hilfe physikalisch-chemischer Methoden durchgeführt. Zusätzlich wurde die Kinetik der Hydrolysereaktion der drei Organosilane, die in dieser Arbeit eingesetzt wurden, mittels NMR-Spektroskopie untersucht. Hierbei konnten signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Organosilanen belegt werden.

KW - Anti-adhesive layer

KW - Functionalization

KW - Layer thickness

KW - Organosilane

KW - Visualization

KW - Design-of-experiments

KW - Marker molecule

KW - Anti-Haft-Schicht

KW - Funktionalisierung

KW - Schichtdicke

KW - Organosilan

KW - Sichtbarmachung

KW - Design-of-Experiments

KW - Marker-Molekül

M3 - Masterarbeit

ER -