Dokument: Entwicklung neuer latenter Beschleuniger für Epoxidklebstoffe

Titel:	Entwicklung neuer latenter Beschleuniger für Epoxidklebstoffe
Weiterer Titel:	Development of new latent accelerators for epoxy adhesives
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=58695
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20220207-105843-8
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Reuther, Philipp [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 57,08 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 29.01.2022 / geändert 29.01.2022
Beitragende:	Prof. Dr. Laura Hartmann [Gutachter] Prof. Dr. Dr. h.c. Ritter, Helmut [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibung:	Ein-Komponenten-Epoxidsysteme werden unter anderem in Klebefilmen eingesetzt, weisen allerdings aufgrund der vorherigen Vermischung der Komponenten meist nur geringe Lagerfähigkeiten auf. Die vorliegende Arbeit befasst sich in ihrem Kern mit der Entwicklung neuer Beschleuniger für die Härtung von Epoxidharzen mit Dicyandiamid, welche sowohl über eine hohe Latenz verfügen und damit lange Lagerzeiten bei Raumtemperatur ermöglichen, sowie gleichzeitig zu einer Reaktivitätssteigerung und somit zu einer effizienteren Aushärtung von Verklebungen beitragen. Als Konzeptansatz wurde eine thermoresponsive Schaltbarkeit der Beschleuniger verfolgt, welche durch die temperaturabhängige Kompatibilitätssteigerung dieser in Epoxidharzen erreicht wird. Hierfür wurde im Rahmen dieser Arbeit höhermolekulare Beschleuniger synthetisiert, deren temperaturabhängiges Verhalten, sowie deren Reaktion in Epoxidsystemen untersucht und die Eignung zum Einsatz in Ein-Komponenten-Epoxidsystemen überprüft. In einem ersten Teil wurden Imidazol- und Pyridin-haltige Methacrylat-basierte Copolymere synthetisiert und als Beschleuniger der Epoxid-Härtungsreaktion eingesetzt. Diese lagen bei niedrigen Temperaturen phasensepariert vor, wobei eine spontane Löslichkeitserhöhung bei höheren Temperaturen zu beobachten war. Dies entspricht der gewünschten Schaltbarkeit der Beschleuniger, welche somit erst bei Temperaturerhöhung und unter Härtungsbedingungen an Reaktivität gewinnen. Dabei konnte ein Zusammenhang der jeweiligen Kompatibilität zwischen den polymeren Beschleunigern und dem eingesetzten Epoxidharz von der Polymerzusammensetzung festgestellt werden, welche einen Einfluss auf die Reaktivität und Lagerfähigkeit im genutzten System hatte. In einem zweiten Teil wurden Imidazol-haltige Urethane als eine weitere Beschleuniger-Klasse untersucht. Im Vergleich zu den Copolymeren aus dem ersten Teil der Arbeit wurden gezielt Urethane mit niedrigerem Molekulargewicht synthetisiert und der Einfluss dieses auf die Löslichkeit der Beschleuniger verfolgt. Wie für die zuvor betrachteten Methacrylat-Systeme lag eine Abhängigkeit der Reaktivität und Lagerfähigkeit von der Zusammensetzung vor. Zudem konnte durch die Variation des Molekulargewichtes Einfluss auf die Löslichkeit im eingesetzten Epoxidharz genommen werden. Vergleichbare niedermolekulare Beschleuniger waren hoch reaktiv, allerdings wenig lagerfähig, während lagerbeständige Imidazol-haltige Polyurethane eine geringere Reaktivität aufwiesen. Für Oligomere im Übergangsbereich konnte dagegen hohe Reaktivitäten bei gleichzeitig hoher Latenz erzielt werden. Ausgewählte Beschleuniger beider Klassen wurden anschließend auf ihre Einsatzfähigkeit in Epoxid-Klebefilmen überprüft und mit einem industriellen Standardbeschleuniger verglichen. Hierbei wurden aufgrund der vorliegenden Phasenseparation bei niedrigen Temperaturen eine ausgezeichnete Latenz festgestellt, während der Kompatibilitätszugewinn unter Härtungsbedingungen die Erzielung hoher Klebefestigkeiten ermöglichte. Ergänzend zur Entwicklung von neuen Beschleunigern wurde in ersten Ansätzen der Einsatz modifizierter Härter für Epoxid-Klebstoffe überprüft. Die untersuchten Derivate waren allerdings wenig lagerstabil, könnten jedoch einen Ansatz für zukünftige Arbeiten liefern. Zusammenfassend präsentiert die vorliegende Arbeit ein neues Konzept zur Entwicklung latenter, hochreaktiver Beschleuniger für Epoxid-basierte Klebstoffe. Dieses Konzept kann für zwei Klassen - Polymethacrylate und Oligourethane - erfolgreich demonstriert werden.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Organische Chemie und Makromolekulare Chemie
Dokument erstellt am:	07.02.2022
Dateien geändert am:	07.02.2022
Promotionsantrag am:	14.10.2021
Datum der Promotion:	24.01.2022