Epoxidharze und anorganische Füllstoffe mit photochemisch steuerbaren Eigenschaften: Neue Strategien für die Herstellung von Verbundwerkstoffen mit verbesserter Rezyklierbarkeit
Research output: Thesis › Master's Thesis
Standard
2014.
Research output: Thesis › Master's Thesis
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Vancouver
Author
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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 -