Design of Smart Elastomers with Tailored Network Architecture: From Advanced Crosslinking Strategies towards Stimuli-Responsive Materials with Spatially Resolved and Switchable Characteristics

Titel in Übersetzung: Design von intelligenten Elastomeren mit maßgeschneiderter Netzwerkarchitektur: Von innovativen Vernetzungsstrategien zu schaltbaren Materialien mit ortsaufgelösten und reversiblen Eigenschaften

Jakob Cornelius Manhart

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Die vorliegende Arbeit zeigt neue Vernetzungsstrategien für carboxylierte Nitrilbutadienkautschuke, welche bei der Herstellung verschiedenster Elastomerprodukte (u.a. Erdölindustrie, Medizintechnik und Automobilbereich) Anwendung finden. Im Gegensatz zu bisher etablierten Verfahren werden zwei Lösungsansätze verfolgt, welche sich sowohl thermischer als auch photochemischer Reaktionsinitiierung bedienen und sich durch höhere Produktions- und Energieeffizienz auszeichnen. Durch die neu entwickelten thermischen Verfahren werden irreversibel vernetzte Elastomere erhalten, die exzellente mechanische Eigenschaften, sowie einen geringen Anteil von extrahierbaren Restchemikalien und damit verbunden eine ausgezeichnete Hautverträglichkeit aufweisen. Die Einflüsse wesentlicher Schlüsselparameter (u.a. Reaktionszeit, Reaktionstemperatur, Vernetzerkonzentration) auf das mechanische Eigenschaftsprofil der Elastomere werden untersucht und die Prozessparameter für eine großtechnische Umsetzung entsprechend optimiert. Neben der Bildung von irreversiblen Netzwerkstellen wird im zweiten Ansatz der gezielte Einbau von reversiblen Verknüpfungspunkten verfolgt, die durch einen externen Reiz (u.a. Licht und Wärme) kontrolliert geöffnet und geschlossen werden können. Der Bildung dieser schaltbaren elastomeren Netzwerke liegt eine geschickte Modifikation der Polymerkette durch den Einbau von anthracen-funktionellen Seitengruppen zugrunde. Durch die reversible [π4s+π4s]-Photodimerisierung der Anthracengruppen gelingt eine Vernetzung der Polymerketten durch Bestrahlung mit langwelligem UV-Licht (λ>300nm). Die Bildung der Photodimere ist durch Bestrahlung mit kurzwelligem UV-Licht (λ
Titel in ÜbersetzungDesign von intelligenten Elastomeren mit maßgeschneiderter Netzwerkarchitektur: Von innovativen Vernetzungsstrategien zu schaltbaren Materialien mit ortsaufgelösten und reversiblen Eigenschaften
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Kern, Wolfgang, Beurteiler A (intern)
  • Schlögl, Sandra, Mitbetreuer (extern)
  • Hofer, Ferdinand, Beurteiler B (extern), Externe Person
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2017

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 12-09-2022

Schlagwörter

  • Elastomer
  • Vernetzung
  • Photochemie
  • Anthracen

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