Untersuchung zur thermischen Langzeitstabilität von Epoxidharzen der elektrischen Isoliertechnik in Abhängigkeit von oxidativen Umgebungseinflüssen

Gegenstand der Arbeit ist die Untersuchung des thermischen Langzeitverhaltens von drei Epoxidharzsystemen, die als Elektroisolierstoff eingesetzt werden. Diese finden als Hochtemperaturkunststoffe Anwendung für Leiterplatten, Schutzumhüllungen und Gehäusematerial von Stellmotoren und Sensoren, sowie als Spulenverguss im Elektromotorenbau. Die zunehmende Verkleinerung von Bauräumen und der steigenden Anteil von Elektronikkomponenten im Automobil erhöht die Temperatur- und Leistungsanforderungen an diese Werkstoffe. Da eine Vielzahl der Anwendungen ohne einen äußeren Angriff von Sauerstoff stattfinden besteht hier ein ungenutztes Potential, da die aktuell existierenden Prüfverfahren keine Selektierung von thermischen und thermo-oxidativen Alterungseffekten vornehmen.

In dieser Arbeit werden die thermisch-oxidativen und rein thermischen bedingten Eigenschaftsänderungen beim Abbau von Epoxidharzen untersucht. Kurzzeitanalysen in der Vergangenheit konnten zeigen, dass die oxidative Anfälligkeit bei dieser Werkstoffgruppe gegeben ist und als ein wesentliches Kriterium zu Stabilitätsbewertung herangezogen werden muss. Die wird durch aktuelle Prüfverfahren nicht abgedeckt. Aus diesem Grund werden in dieser Arbeit an den ausgewählten Harzen Langzeitversuche durchgeführt und die atmosphärenabhängige Degradation auf Basis von ausgewählten Werkstoffkenngrößen analysiert.

In many cases the thermal long-term stability of insulation materials is the main factor for the functionality of electrical devices. For this application field epoxy resins are the most common materials because of their high temperature stability. The content of this thesis is the investigation of ageing behavior of three epoxy resins for electrical insulation applications. It focuses on the influence of oxygen and high temperatures for time periods until 10 000 hours. This time span represents the life time of electrical devices in automotive applications. The comparison of chemical ageing and the resulting change of material properties are in the spotlight.