Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Entwicklung von flammfesten, elektronenstrahlhärtbaren Reaktivharzen auf Basis nachwachsender Rohstoffe für technische Anwendungen

Anschrift
Fakultät für Mathematik, Naturwissenschaften und Informatik (FK 1), Lehrstuhl Polymermaterialien
Kantstr. 55
14513 Teltow
Kontakt
Dr. Siegfried Vieth
Tel: +49 355 69-3092
E-Mail: svieth@tu-cottbus.de
FKZ
22023505
Anfang
01.08.2007
Ende
31.07.2010
Ergebnisdarstellung
Im Vorhaben wurden elektronenstrahlhärtbare Harzformulierungen mit einem hohen Anteil an nachwachsenden Rohstoffen auf Basis von acryliertem Leinöl hergestellt, die gute thermomechanische Eigenschaften, eine gute Bruchzähigkeit, eine hohe Flammwidrigkeit sowie eine gute Oberflächenhärte aufweisen. Die Untersuchungen zeigten, dass Harze auf Basis von epoxidiertem Leinöl die gewünschten Eigenschaften nicht erreichen konnten. Harzsysteme auf Basis von acryliertem Leinöl erreichten ihre besten Eigenschaften bei einer Bestrahlungsdosis von 150 kGy bei Filmen bzw. 132 kGy bei Bulkproben. Höhere Bestrahlungsdosen führten bei den Filmproben zu einer starken Versprödung. Zur Erhöhung der Glasübergangstemperatur von Harzen auf Basis von acryliertem Leinöl haben sich Bisphenol A-Methacrylate als besonders geeignet erwiesen. Copolymere mit acryliertem Leinöl wiesen unter Verwendung von bis zu 50 Ma% Bisphenol A-Methacrylat Glasübergangstemperaturen bis zu 158 °C auf. Zugunsten eines möglichst hohen Anteils an nachwachsenden Rohstoffen und einer niedrigen Viskosität des Harzes wurde für alle weiteren Versuche als Basisharz eine Mischung aus 60 Ma% acryliertem Leinöl, 20 Ma% Trimethylolpropantriacrylat und 20 Ma% ethoxyliertes Bisphenol A-Methacrylat verwendet. Diese Harzformulierung wies eine Glasübergangstemperatur von 117 °C auf. Eine deutliche Verbesserung der Bruchzähigkeit, der Flammfestigkeit und der Oberflächenhärte konnte durch den Einsatz von Aluminiumhydroxid als Füllstoff erreicht werden. Phosphorhaltige Nanopartikel konnten die Bruchzähigkeit, die Flammwidrigkeit und vor allem die Oberflächenhärte von Aluminiumhydroxid-Compositen weiter verbessern und konnten verhindern, dass eine Sedimentation in Compositen mit anorganischen Mikropartikeln stattfindet. Mit dem Eigenschaftsprofil der Harze ist eine Anwendung z. B. für Maschinengehäuse, Arbeitsplatten im Haushaltsbereich oder Schutzbeschichtungen möglich.
Aufgabenbeschreibung
Ziel ist die Entwicklung von neuartigen Reaktivharzsystemen auf Basis nachwachsender Rohstoffe und der Nachweis der Einsetzbarkeit der neuen Materialien für verschiedene technische Anwendungen. Bedeutsam ist dabei die Entwicklung elektronenstrahlhärtbarer Harzsysteme und daraus resultierend ein verbessertes Verständnis des Zusammenhanges zwischen chemischer, physikalischer und makroskopischer Struktur der nativ basierten Harzsysteme und den resultierenden thermischen und mechanischen Eigenschaften. Geplante Arbeiten sind: Charakterisierung der nativ basierten Reaktivharzsysteme im Vergleich mit konventionellen Harzsystemen, Entwicklung von flammfest ausgerüsteten Harzsystemen für RTM- und Prepregtechnologie mit vorrangig Glas- und Naturfaserverstärkung, Optimierung der Bestrahlungsbedingungen für die Harzsysteme, Vergleichende Untersuchungen von thermisch gehärteten und elektronenstrahlgehärteten Harzsystemen sowie darauf basierender Faserverbunde Bei erfolgreicher Durchführung werden Voraussetzungen dafür geschaffen, dass für die Harze aufgrund ihres erweiterten Eigenschaftsspektrums neue Einsatzgebiete z.B. in der Verkehrstechnik und in der Bauindustrie erschlossen werden können.

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