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Phasenstrukturen in Hybridpolymeren und deren Einfluss auf Mechanik und Chemikalienbeständigkeit

Pollmann, Nora - Universität Paderborn (2012)


In der vorliegenden Arbeit wurde ein variables 1-Topf-2-Schritt-Verfahren zur Ethoxysilan-Modifizierung hydroxyfunktioneller Bindemittel zur Herstellung feuchtigkeitshärtender lösungsmittelhaltiger Hybridpolymerbeschichtungen entwickelt. Zudem wurden die Struktur-Eigenschaftsbeziehung der mechanischen Eigenschaften und chemische Beständigkeit der ausgehärteten Beschichtungen bezogen auf chemische Zusammensetzung und Phasenstruktur untersucht. Viele Eigenschaften (Härte, Zugmodul, Chemikalienbeständigkeit, Glanz) werden von dem organischen Rückgrat der modifizierten Verbindung dominiert. Filme auf Basis höhermolekularer, niederfunktioneller Bindemittel bilden weiche, glatte und weniger beständige Filme als niedermolekulare hochfunktionelle Alkohole. Nichtsdestoweniger beeinflussen die anorganischen Zusätze die Filmeigenschaften unverkennbar. Durch den Zusatz der Aluminium-, Bor-, Titan- und Zirkoniumbutylate wird die Härte der Hybridpolymerbeschichtungen signifikant erhöht. Das wenig reaktive und flüchtige TEOS wird ohne Butylate nicht in die Beschichtungen eingebaut und zeigt auch einreagiert keinen signifikanten Einfluss auf die meisten Eigenschaften, obwohl die Barrierewirkung gegen Wasser mit höherem anorganischen Anteil ansteigt. In den Untersuchungen konnte die Wirkung des Titantetrabutylats als Nukleierungszentrum bekräftigt werden. Adhäsionskraftmessungen (AFM) ermöglichen Erkennung von Größe und Struktur der unterschiedlichen Domänen. Die gefundenen Strukturen korrelieren mit dem DMA-Untersuchungen wo die Dämpfung eine starke Abhängigkeit von der Titankonzentration zeigt (ähnlich dem Payne-Effekt). Diese Hinweise lassen einen Zusammenhang zwischen Domänengröße, -form und -verteilung und Relaxationsprozessen im Hybridpolymergefüge erkennbar.


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