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Neuartige amphiphile Blockcopolymere basierend auf kettenverlängerten Polyestern für duromere Anwendungen

Schneider, Jan-Pierre (2019):
Neuartige amphiphile Blockcopolymere basierend auf kettenverlängerten Polyestern für duromere Anwendungen.
Darmstadt, Technische Universität, [Ph.D. Thesis]

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Neuartige amphiphile Blockcopolymere basierend auf kettenverlängerten Polyestern für duromere Anwendungen
Language: German
Abstract:

Im Rahmen der durchgeführten Arbeit wurden neuartige Blockpolymere auf Basis von kettenverlängerten Polyestern für eine verbesserte Toughness modifizierter Epoxidharze entwickelt. Hydroxyl-terminierte Polymere werden durch Addition an die Anhydridgruppen des Pyromellitsäuredianhydrids (PMDA) in funktionalisierte Blockpolymere überführt, die mittels Kombination aus Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie, Gelpermeationschromatographie, Kernspinresonanzspektroskopie, rheologischen Eigenschaften als auch Säurezahl-Titrationen charakterisiert wurden. Eine Präpolymerisation mit dem Diglycidylether von Bisphenol A-basierten Epoxidharz sorgt für eine entsprechende Kompatibilität und Löslichkeit im Epoxidharz vor der Aushärtung mit Dicyandiamid und einem Harnstoffderivat als Beschleuniger. Zusätzlich ermöglicht die Präpolymerisation verstärkte kovalente Bindungen zwischen den Blockcopolymer-Partikeln und der Epoxidmatrix im ausgehärteten Zustand. Eine Phasenvermittlung wurde hierdurch gewährleistet. Weiterhin wurde die essentielle Bedeutung der Präpolymerisation für optimale Klebverbindungen aufgezeigt. Die Vorteile bimodaler Partikeldurchmesser-Verteilungen werden in der Literatur kontrovers diskutiert und konnten bis heute nicht vollständig aufgezeigt werden. Das Hauptaugenmerk der in dieser Arbeit erhaltenen Ergebnisse liegt auf den amphiphilen Blockcopolymeren auf Basis eines Hydroxyl-terminierten Polybutadiens und Polytetrahydrofuran, deren Struktur-Eigenschaftsbeziehungen anhand verschiedener Syntheseparameter in den modifizierten Epoxidharzsystemen nach durchgeführter Präpolymerisation untersucht wurden. Die Ergebnisse der verschiedenen Blockcopolymer-Syntheseparameter liefern hierbei neue Erkenntnisse in dem sehr komplexen Thema der bimodalen Partikelgrößen-Verteilungen. Dabei wurde der Vorteil der bimodalen Partikelgrößen-Verteilungen klar aufgezeigt. Alle durchgeführten Ergebnisse konnten Vorteile bimodaler Partikeldurchmesser-Verteilungen gegenüber unimodalen Verteilungen bestätigen. Fokus lag hierbei auf den resultierenden mechanischen Kennwerten hinsichtlich Bruchzähigkeit, Zugscherfestigkeit, T-Schälwiderstand, Zugmodulen und Zugdehnungen. Weiterhin wurden thermische Eigenschaften anhand der Glasübergangstemperaturen untersucht.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
In this work novel block copolymers based on chain-extended polyester were developed for an improved toughness of modified epoxy resins. Hydroxy-terminated polymers were added onto the anhydride groups of pyromellitic dianhydride attaining functionalized block copolymers which can be distinguished by fourier-transform infrared spectroscopy, gel permeation chromatography, nuclear magnetic resonance spectroscopy, rheological properties as well as acid number titrations. Generated carboxyl groups will be prepolymerized with an excess of a diglycidylether of bisphenol A-based epoxy resin to form epoxy groups between the polyol spacer. An appropriate compatibility and solubility in the epoxy resin before curing with dicyandiamide and a urea accelerator is accomplished being essential especially for adhesive formulations. Furthermore, enhanced covalent bonds between the block copolymer particles and the epoxy matrix are possible. The topic of bimodal particle size distributions regarding epoxy resins has been discussed controversially in the literature and is still not well-established. The main focus of this work is based on a hydroxy-terminated polybutadiene and polytetrahydrofuran polyol. Influences of various synthesis parameters after the prepolymerization with the used epoxy resin were studied, especially structure-property-relationships in terms of fracture toughness, lap shear strengths, T-peel and tensile properties as well as glass transition temperatures. In this context, the advantage of bimodal particle size distributions can be clearly illustrated.English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Divisions: 07 Department of Chemistry > Fachgebiet Makromolekulare Chemie
Date Deposited: 15 Nov 2019 15:37
Last Modified: 09 Jul 2020 02:48
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-91973
Referees: Rehahn, Prof. Dr. Matthias and Pfaendner, Prof. Dr. Rudolf
Refereed: 21 October 2019
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/9197
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