Study of low migratable photopolymer networks

Titel in Übersetzung: Entwicklung und Charakterisierung von photopolymeren Netzwerken mit verringertem Migrationspotential

Melahat Sahin

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Photovernetzte Materialien werden in unterschiedlichsten Industriezweigen wie der Medizintechnik oder der Verpackungsindustrie eingesetzt. Hierbei stellt jedoch die Migration von Chemikalien aus den polymeren Netzwerken einen erheblichen Nachteil dar, der nicht nur den Einsatz dieser Materialien für zahlreiche Anwendungsbreiche einschränkt sondern auch eine Gefahr für die Gesundheit des Verbrauchers darstellt. Das Ziel der vorliegenden Arbeit umfasst die Herstellung von 3D polymeren Netzwerken, die eine verringerte Migrationsneigung aufweisen. Neben der Migration steht auch die Evaluierung von Schlüsselparametern, die die Netzwerkbildung und die entsprechenden Netzwerkeigenschaften (z.B. Zugfestigekeit) beeinflussen, im Fokus der Dissertation. Im ersten Abschnitt der Arbeit wird der Einfluss von ausgewählten Thiolen und Alkenen auf die Netzwerkeigenschaften von Thiol-En Photopolymeren untersucht. Die Vernetzungskinetik wird mittels FT-IR Spektroskopie bestimmt und der Stufenwachstums- bzw. der Kettenwachstumsmechanismus der untersuchten Systeme verglichen. Zusätzlich werden die thermischen und mechanischen Eigenschaften der entsprechenden Thiol-En Photopolymere untersucht und Festkörper NMR Studien durchgeführt, um Netzwerkeigenschaften mit makroskopischen Eigenschaften zu korrellieren. Im zweiten Abschnitt werden Thiol-en Netzwerke mit Thiolen, die ein geringes Migrationspotential aufweisen, hergestellt. Im ersten Lösungsansatz werden kommerziell verfügbare mehrfach funktionelle Thiole als hochmolekulare Vernetzer eingesetzt. Das zweite Konzept fußt auf der Synthese von oligomeren Siloxanen mit funktionellen Thiolgruppen, die als Vernetzer in der Photovulkanisation von NK eingesetzt werden können. Das dritte System zielt auf den Einsatz von modifizierten Silikapartikeln als Vernetzer. Hierbei werden funktionelle Thiole via Silanisierung kovalent an die Oberfläche des anorganischen Füllstoffs gebunden. Durch den Einsatz von funktionellen anorganischen Partikeln und hochmolekularen Verbindungen wird eine verringerte Extraktionsfähigkeit des Vernetzers im Vergleich zu konventionellen Systemen (niedermolekulare Thiole) erwartet. Diese Strategien stellen daher einen vielversprechenden Weg dar, um die Haut- und Bioverträglichkeit von Photopolymeren (z.B. eingesetzt in medizinischen Produkten) zu verbessern. Die Migration der Vernetzer wird mittels Soxhletextraktion charakterisiert, wobei die Extrakte über Elementaranalyse untersucht werden. Zusätzlich werden die mechanischen Eigenschaft und die Vernetzungsdichte der photochemisch vernetzten NK Latexfilme bestimmt. ix Der dritte Abschnitt der vorliegenden Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung von Photoinitiatoren mit geringer Migrationsneigung. Im ersten Schritt werden trialkoxysilyl-funktionelle Photoinitiatoren an die Oberfläche von Silikapartikeln immobilisiert. Auf Grund der kovalenten Bindung an den Füllstoff, sind die immobilisierten Photoinitiatoren nicht mehr in der Lage aus dem Polymernetzwerk zu migrieren, was entscheidende Vorteile in der Herstellung von photohärtenden Beschichtungen und Medizinprodukten bringt. Die photoaktiven Silikapartikel werden bei ausgewählten experimentellen Bedingungen hergestellt, charakterisiert und als Photoinitiator in Thiol-en Harzformulierungen eingesetzt. Die Konzentration des extrahierbaren Photoinitiators sowie der Spaltprodukte wird durch Elementaranalyse ermittelt. In einem zweiten Ansatz wird ein Photoinitiator mit einer polymerisierbaren Funktionalität eingesetzt, der im Zuge der Photoreaktion kovalent an die Polymermatrix bindet. Diese Photoinitiatoren werden für die Photovulkanisation von NK Latex via Thiol-en Reaktion eingesetzt. Die mechanischen Eigenschaften der vernetzten Filme sowie die Extrahierbarkeit des funktionellen Photoinitiators werden untersucht und mit Filmen verglichen, die einen Photoinitiator mit vergleichbarer Grundstruktur aber ohne poly
Titel in ÜbersetzungEntwicklung und Charakterisierung von photopolymeren Netzwerken mit verringertem Migrationspotential
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Kern, Wolfgang, Beurteiler A (intern)
  • Plank, Harald, Beurteiler B (extern), Externe Person
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2018

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 19-01-2023

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