Erstmaliger Einsatz der Kombination von Elektrospray-Ionisation (ESI) Polymerabscheidung und Barriereentladung zur Verbesserung der Adhäsion zwischen Kohlenstofffasern und Polyurethanen im Normaldruck

• Antragsteller: Dr. Sascha Wettmarshausen
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien ; Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 191070037

Das Stipendium zielt auf ein grundlegendes neues Prinzip zur Verbesserung der Adhäsion zwischen Kohlenstofffasern und umgebendem Elastomeren hin. Hierbei soll das erste Mal die sogenannte Elektrospray-Ionisation (ESI)-Polymerschichtabscheidung in Kombination mit einer vorgeschalteten Barriereentladung zur Anwendung kommen. Diese vollkommen neue Methode wurde bisher nur modellhaft auf Polymeroberflächen angewandt und lässt sich durch die gute Leitfähigkeit der Kohlenstofffasern ideal zur lochfreien Aufbringung von haftvermittelnden ultradünnen Polymerschichten adaptieren. Der Vorteil dieser Methode liegt im Vergleich zu den üblichen Plasmaverfahren in der schonenden und fragmentierungsfreien Auftragung von Polymeren. Die funktionellen Gruppen an der Polymeroberfläche bleiben somit zu fast 100 % erhalten und stehen für weitere chemische Reaktionen zur Verfügung. In Kombination mit einer Barriereentladung in Luft, Argon oder Sauerstoff wird von diesem Verfahren eine vorherige Säuberung, Aktivierung und Erzeugung von Radikalstellen auf der Faseroberfläche erwartet, sowie eine chemische Anbindung der ESI-Haftvermittlerschicht. Diese Schicht wiederum ist mit monosortigen funktionellen Gruppen versehen (COOH, OH, NH2), die ebenfalls chemische Bindungen zu den NCO-Gruppen des Polyurethanpräpolymers ausbilden kann, so dass eine starke Verbesserung der Haftfestigkeit zwischen Kohlenstofffasern und Polyurethan (Matrix) erwartet wird.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeber: Professor Dr. Alexander Bismarck