Galaxien agglomerierter Nanopartikel aus Böhmit
Quelle: BAM, Fachbereich Oberflächenanalytik und Grenzflächenchemie
In dieser Arbeit wurde eine neuartige, in Boehmit (BA)-eingebettete organische/anorganische Nanokompositbeschichtung auf Basis von cycloaliphatischem Epoxy-Oligosiloxan (CEOS)-Harz unter Verwendung UV-induzierter kationischer Polymerisation hergestellt. Die wichtigsten Änderungen des Materialverhaltens durch den Nanofiller wurden in Bezug auf die Photohärtungskinetik, die thermische Stabilität und die Glasübergangstemperatur (Tg) untersucht. Von besonderem Interesse war die Rolle der Partikeloberfläche, so dass unmodifizierte Nanopartikel (HP14) und mit p-Toluolsulfonsäure (OS1) modifizierte Partikel in eine CEOS-Matrix im Konzentrationsbereich von 1-10 Gew.-% eingebracht wurden. Die resultierenden Nanokomposite zeigten verbesserte thermische Eigenschaften, wobei Tg von 30 °C für ungefülltes CEOS auf 54 °C (2 Gew.-% HP14) und 73 °C (2 Gew.-% OS1) für gefülltes CEOS erhöht werden konnte. Zusätzlich zeigte die thermogravimetrische Analyse eine erhöhte thermische Stabilität von Proben, die mit Nanopartikeln gefüllt waren. Eine attraktive Interaktion zwischen Böhmit und CEOS-Matrix beeinflusste die Aushärtung. Echtzeit-Infrarotspektroskopie (RT-IR) Experimente zeigten, dass die Epoxidkonversionsrate von Nanokompositen im Vergleich zu undotiertem Harz leicht erhöht war. Die vorteilhafte Rolle des BA lässt sich durch die Beteiligung von Hydroxylgruppen an der Partikeloberfläche an Photopolymerisationsprozessen und durch den komplementären Beitrag des p-Toluolsulfonsäure-Oberflächenmodifikators und von Wassermolekülen erklären, die mit den Nanopartikeln in das System eingebracht werden.
Boehmite Nanofillers in Epoxy Oligosiloxane Resins: Influencing the Curing Process by Complex Physical and Chemical Interactions
Topolniak, I.; Hodoroaba, VD; Pfeifer, D; Braun, U., Sturm, H.
erschienen in Materials, 2019, Vol. 12, Issue 9, 1513
BAM, Abteilung Materialschutz und Oberflächentechnik, Fachbereich Oberflächenanalytik und Grenzflächenchemie und Fachbereich Nano-Tribologie und Nanostrukturierung von Oberflächen