Irreversible and reversible crosslinking of carboxylated acrylonitrile butadiene rubber

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden neue Strategien für die Vernetzung von carboxyliertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (XNBR), welcher für die Herstellung von verschiedenen Elastomerprodukten (u.a. Dichtungen und Handschuhe) verwendet wird, entwickelt. Neben der thermischen Vernetzung mit niedermolekularen Vernetzern und funktionellen anorganischen Partikeln wurden auch photochemische Methoden, wie die UV-induzierte Thiol-En-Reaktion, eingesetzt, um XNBR-Latex zu vernetzen. Die Vernetzungskinetik wurde mittels FTIR-Spektroskopie bestimmt, während die mechanischen Eigenschaften der vernetzten XNBR-Latexfilme mittels Zugprüfung charakterisiert wurden. Die Vernetzungsdichten wurden in weiterer Folge durch Gleichgewichtsquellung ermittelt. Der Einfluss von Schlüsselparametern wie die Konzentration der Vernetzungschemikalien, die Reaktionszeit, die Reaktionstemperatur und die Belichtungsdosis auf die mechanischen Eigenschaften (Zugfestigkeit und Reißdehnung) wurden untersucht und optimiert. In weiterer Folge wurde ein neuer Lösungsansatz für die reversible Vernetzung von XNBR entwickelt, der auf der reversiblen [4πs+4πs]-Photodimerisierung von Anthracen beruht. Epoxy-funktionelle Anthracene wurden über die ringöffnende Reaktion der Epoxide mit den Carboxylgruppen der Polymerketten an den XNBR gekoppelt. Unter UV-Belichtung (λ > 300 nm) dimerisieren Anthracene durch Photocycloaddition. Diese Reaktion ist durch Erwärmung oder erneute UV-Belichtung (λ <300 nm) umkehrbar. Die Vernetzungskinetik und die Reversibilität der Photodimerisierung wurden mittels UV-Vis-Messungen sowie Licht- und Konfokalmikroskopie untersucht. Basierend auf diesen Untersuchungen wurde die Reversibilität der Photoreaktion durch den Einsatz von hydriertem XNBR (H-XNBR) maßgeblich verbessert und lag im Bereich von bis zu 30%.

Details

Titel in ÜbersetzungIrreversible und reversible Vernetzung von carboxyliertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung27 Mär 2015
StatusVeröffentlicht - 2015