Investigation of thiol-epoxy thermosets: Influence of polythiol hardeners on thermomechanical properties

Eines der am meist eingesetzten Härtungsmittel für Duroplaste basiert auf Anhydriden, die vor allem aufgrund ihrer hervorragenden thermomechanischen und mechanischen Eigenschaften eingesetzt werden. Jedoch bringen Anhydride auch einige Nachteile mit sich, etwa ein erhebliches toxikologisches Potenzial. Aus diesem Grund entwickelten sich thiolbasierende Härter zu einer bedeutenden, sicheren und nachhaltigeren Alternative. Unter Berücksichtigung dieser Aspekte konzentriert sich diese Arbeit auf folgende Themen: 1. Welchen Einfluss hat das stöchiometrische Verhältnis einer Epoxid-Thiol-Formulierung auf die Materialeigenschaften? 2. Inwiefern beeinflussen unterschiedliche Aushärtebedingungen die thermo-mechanischen und mechanischen Eigenschaften? 3. Können vergleichbare Materialeigenschaften eines thiolbasierten Duroplastes wie bei einem konventionellen Epoxid-Anhydrid-System erzielt werden? Durch Anwendung folgender Analysemethoden: 1. Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FT-IR) 2. Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC) 3. Dynamisch-mechanische Analyse (DMA) 4. Zugversuche wurden das Aushärtungsverhalten sowie die thermomechanischen und mechanischen Eigenschaften unterschiedlicher Thiol-Epoxid-Systeme analysiert. Weiters wurden die verschiedenen Thiol-Duroplaste sowohl miteinander als auch mit einer Referenzprobe (Epoxid-Anhydrid-System) verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass das stöchiometrische Verhältnis sowie die Menge des Katalysators Auswirkungen auf die thermomechanischen und mechanischen Eigenschaften haben. Darüber hinaus sind die Materialeigenschaften von der chemischen Struktur der Thiole und der Aushärtebedingungen abhängig. Zudem konnte veranschaulicht werden, dass es Unterschiede in den Materialeigenschaften zwischen den untersuchten Epoxid-Thiol-Duroplasten und dem Referenzsystem auf Anhydridbasis gibt.