TY - THES

T1 - Oberflächenmodifizierung von PMMA zur Reduktion der Gleitreibung

AU - Buchner, Andreas

N1 - gesperrt bis null

PY - 2009

Y1 - 2009

N2 - Coextrudate aus PMMA und ABS finden beispielsweise in der Möbel- und Sanitärbranche als hochglänzende Oberflächenmaterialien ihre Anwendung. Im Vergleich zu einer lackierten Oberfläche ist die mangelnde Kratzfestigkeit sowie die schwierige Reinigbarkeit nachteilig für den Einsatz von ABS/PMMA-Coextrudaten in dieser Branche. Die vorgelegte Masterarbeit beschäftigt sich damit, eine Beschichtung zu entwickeln, welche die Gleitreibung reduziert und dadurch die Kratzfestigkeit erhöht. Weiters soll sich dies auf die Reinigbarkeit des Produktes positiv auswirken. Um diese Beschichtung möglichst langlebig zu gestalten, wird eine kovalente Anbindung der Reagenzien auf die Substratoberfläche vorausgesetzt. Hierzu ist eine Oberflächenvorbehandlung (Aktivierung) des Extrudates unumgänglich. Zunächst wurden unterschiedliche Zugänge zur Oberflächenaktivierung von PMMA betrachtet, einerseits die Aktivierung mit Corona-Entladung, andererseits eine Aktivierung durch Plasma-Reaktionen. Anschließend wurden umfangreiche Versuche zur Beschichtung der aktivierten Oberflächen ausgeführt. Hierbei wurden zwei Ansätze verfolgt: (i) die Kopplung von Trialkoxysilanen mit Hydroxylgruppen an der aktivierten Oberfläche durch Kondensation, und (i) die Graft-Reaktion von Vinylsilanen an der aktivierten Oberfläche. Bei der Graft-Reaktion (Pfropfung) handelt es sich um eine Polymerisation, die durch freie Radikale an der PMMA-Oberfläche ausgelöst wird. Die Untersuchung der aktivierten und beschichteten Oberflächen erfolgten durch Kontaktwinkelmessungen, aus denen die Oberflächenenergie errechnet wurde. Weiters wurden die Oberflächen durch Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) und durch Rasterelektronenmikroskopie (REM) untersucht. Um Graft-Reaktionen zu detektieren, wurden auch infrarotspektroskopische Messungen (FTIR) herangezogen. Die Untersuchungen ergaben, dass PMMA durch Corona und Plasmareaktionen schwierig zu aktivieren ist, und dass lange Reaktionszeiten unter Sauerstoffatmosphäre erforderlich sind. Eine Kopplung von Trialkoxysilanen an aktivierte PMMA Oberflächen konnte durch Kondensationsreaktion erzielt werden, nicht jedoch durch Graft-Reaktionen.

AB - Coextrudate aus PMMA und ABS finden beispielsweise in der Möbel- und Sanitärbranche als hochglänzende Oberflächenmaterialien ihre Anwendung. Im Vergleich zu einer lackierten Oberfläche ist die mangelnde Kratzfestigkeit sowie die schwierige Reinigbarkeit nachteilig für den Einsatz von ABS/PMMA-Coextrudaten in dieser Branche. Die vorgelegte Masterarbeit beschäftigt sich damit, eine Beschichtung zu entwickeln, welche die Gleitreibung reduziert und dadurch die Kratzfestigkeit erhöht. Weiters soll sich dies auf die Reinigbarkeit des Produktes positiv auswirken. Um diese Beschichtung möglichst langlebig zu gestalten, wird eine kovalente Anbindung der Reagenzien auf die Substratoberfläche vorausgesetzt. Hierzu ist eine Oberflächenvorbehandlung (Aktivierung) des Extrudates unumgänglich. Zunächst wurden unterschiedliche Zugänge zur Oberflächenaktivierung von PMMA betrachtet, einerseits die Aktivierung mit Corona-Entladung, andererseits eine Aktivierung durch Plasma-Reaktionen. Anschließend wurden umfangreiche Versuche zur Beschichtung der aktivierten Oberflächen ausgeführt. Hierbei wurden zwei Ansätze verfolgt: (i) die Kopplung von Trialkoxysilanen mit Hydroxylgruppen an der aktivierten Oberfläche durch Kondensation, und (i) die Graft-Reaktion von Vinylsilanen an der aktivierten Oberfläche. Bei der Graft-Reaktion (Pfropfung) handelt es sich um eine Polymerisation, die durch freie Radikale an der PMMA-Oberfläche ausgelöst wird. Die Untersuchung der aktivierten und beschichteten Oberflächen erfolgten durch Kontaktwinkelmessungen, aus denen die Oberflächenenergie errechnet wurde. Weiters wurden die Oberflächen durch Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) und durch Rasterelektronenmikroskopie (REM) untersucht. Um Graft-Reaktionen zu detektieren, wurden auch infrarotspektroskopische Messungen (FTIR) herangezogen. Die Untersuchungen ergaben, dass PMMA durch Corona und Plasmareaktionen schwierig zu aktivieren ist, und dass lange Reaktionszeiten unter Sauerstoffatmosphäre erforderlich sind. Eine Kopplung von Trialkoxysilanen an aktivierte PMMA Oberflächen konnte durch Kondensationsreaktion erzielt werden, nicht jedoch durch Graft-Reaktionen.

KW - PMMA Pre-treatment of PMMA Corona pretreatment Plasma reaction Functional coatings

KW - PMMA Oberflächenvorbehandlung Funktionale Beschichtung Corona-Entladung Plasma-Reaktion

M3 - Masterarbeit

ER -