Recycling- und reparaturfähige Duromermatrizes für Hochleistungsfaserverbundkunststoffe auf Basis der Polycyanurate:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Cottbus ; Senftenberg
2015
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|---|---|
| adam_text | INHALTSUEBERSICHT
1 EINFUEHRUNG 1
2 AUFGABENSTELLUNG UND PROBLEMLOESUNGSSTRATEGIE 7
3 THEORETISCHE GRUNDLAGEN UND STAND DER TECHNIK 11
4 ERGEBNISSE UND DISKUSSION 67
5 EXPERIMENTELLER TEIL 165
6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 183
7 ANHANG 189
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINFUEHRUNG 1
2 AUFGABENSTELLUNG UND PROBLEMLOESUNGSSTRATEGIE 7
3 THEORETISCHE GRUNDLAGEN UND STAND DER TECHNIK 11
3.1 AUSGEWAEHLTE DUROMERKLASSEN 11
3.1.1 POLYCYANURATE 13
3.1.1.1 HISTORIE 13
3.1.1.2 EINTEILUNG DER CYANATE 18
3.1.1.3 CHEMIE DER CYANATE 18
3.1.1.4 CYDOTRIMERISIERUNG UND POLYCYCLOTRIMERISIERUNG 19
3.1.1.5 COREAKTION MIT PHENOLEN 20
3.1.1.6 COREAKTION MIT EPOXIDHARZEN 23
3.1.1.7 COREAKTION MIT BENZOXAZINHARZEN 26
3.1.1.8 CHEMISCHER ABBAU DES POLYCYANURATNETZWERKES 30
3.1.2 EPOXIDHARZE 31
3.1.3 PHENOLHARZE 34
3.1.4 WEITERE DUROMERKLASSEN 35
3.1.4.1 POLYURETHANE 35
3.1.4.2 ACRYLATHARZE 36
3.1.4.3 PERFLUORCYCLOBUTANPOLYMERE 37
3.2 FASERVERBUND KUNSTSTOFFE 38
3.3 FASERN 41
3.4 RECYCLINGTECHNOLOGIEN FUER DUROMERBASIERTE FASERVERBUNDKUNSTSTOFFE 42
3.4.1 MECHANISCHES RECYCLING 42
3.4.1.1 SCHREDDERN 42
3.4.1.2 TIEFTEMPERATURZERKLEINERUNG 43
3.4.1.3 ELEKTRODYNAMISCHE FRAGMENTIERUNG 44
3.4.2 THERMISCHES RECYCLING 44
3.4.2.1 PYROLYSE 45
3.4.2.2 MIKROWELLENPYROLYSE 47
3.4.2.3 WIRBELSCHICHTPYROLYSE 47
3.4.2.4 VERBRENNUNG 48
3.4.2.5 STOFFLICH-THERMISCHE VERWERTUNG 48
3.4.3 CHEMISCHES RECYCLING 49
3.4.3.1 EPOXIDHARZE 50
3.4.3.1.1 MIT AMINEN GEHAERTETE EPOXIDHARZE 50
3.4.3.1.2 MIT RECYCLAMINE GEHAERTETE EPOXIDHARZE 55
3.4.3.1.3 MIT ANHYDRIDEN GEHAERTETE EPOXIDHARZE 56
3.4.3.2 PHENOLHARZE 57
3.4.4 ZUSAMMENFASSUNG - RECYCLINGTECHNOLOGIEN 59
3.5 REPARATUR VON FASERVERBUNDKUNSTSTOFFEN 61
4 ERGEBNISSE UND DISKUSSION 67
4.1 GRUNDLAGEN ZUR RECYCLING- UND REPARATURFAEHIGKEIT CYANURATHALTIGER
SYSTEME. 68
4.2 GRUNDLEGENDE UNTERSUCHUNGEN ZUR RECYCLING- UND REPARATURFAEHIGKEIT 70
4.2.1 VERWENDETE HARZSYSTEME 70
4.2.1.1 CYANAT-HOMOPOLYMERE 73
4.2.1.2 CYANAT-COPOLYMERE 74
4.2.1.2.1 CYANAT-BISPHENOL-COPOLYMERE 74
4.2.1.2.2 CYANAT-EPOXIDHARZ-COPOLYMERE 76
4.2.1.2.3 CYANAT-BENZOXAZINHARZ-COPOLYMERE 79
4.2.1.2.4 TERNAERE CYANAT-COPOLYMERE 81
4.2.1.2.5 BRUCHZAEHMODIFIZIERTE CYANAT-COPOLYMERE 83
4.2.2 VERWENDETE ZERSETZUNGSREAGENZIEN 84
4.2.3 ABBAUVERHALTEN CYANURATHALTIGER DUROMERE 85
4.2.3.1 ABBAUVERHALTEN VON CYANAT-HOMOPOLYMEREN 85
4.2.3.1.1 CHEMISCHER ABBAU DURCH PRIMAERE AMINE 86
4.2.3.1.1.1 ABBAU UNTER RUECKFLUSS 86
4.2.3.1.1.2 ABBAU UNTERHALB DER SIEDETEMPERATUR 88
4.2.3.1.1.3 ABBAU DURCH AMINOPHENOLE 90
4.2.3.1.1.4 ABBAU UNTERSCHIEDLICHER POLYCYANURAT-TYPEN 90
4.2.3.1.2 CHEMISCHER ABBAU DURCH SEKUNDAERE AMINE 91
4.2.3.1.3 CHEMISCHER ABBAU DURCH ALKOHOLE 92
4.2.3.1.4 ZUSAMMENFASSUNG - HOMOPOLYMERABBAU 92
4.2.3.2 ABBAUVERHALTEN VON CYANAT-COPOLYMEREN 94
4.2.3.2.1 CYANAT-BISPHENOL-COPOLYMERE 94
4.2.3.2.2 CYANAT-EPOXIDHARZ-COPOLYMERE 95
4.2.3.2.2.1 ABBAU UNTER RUECKFLUSS 95
4.2.3.2.2.2 ABBAU UNTERHALB DER SIEDETEMPERATUR 97
4.2.3.2.3 CYANAT-BENZOXAZINHARZ-COPOLYMERE 100
4.2.3.2.4 TERNAERE CYANAT-COPOLYMERE 100
4.2.3.2.5 BRUCHZAEHMODIFIZIERTE CYANAT-COPOLYMERE 103
4.2.3.2.6 ZUSAMMENFASSUNG - COPOLYMERABBAU 103
4.2.4 CHARAKTERISIERUNG DER ABBAUPRODUKTE 104
4.2.4.1 EIGNUNG DER GPC 104
4.2.4.2 NMR-SPEKTROSKOPIE 106
4.2.4.2.1 CYANAT-HOMOPOLYMERABBAU MITTELS MONOAMINEN 106
4.2.4.2.2 CYANAT-HOMOPOLYMERABBAU MITTELS DIAMINEN 108
4.2.4.2.3 CYANAT-HOMOPOLYMERABBAU MITTELS AMINOALKOHOLEN.. 108
4.2.4.2.4 CYANAT-HOMOPOLYMERABBAU MITTELS ALKOHOLEN 111
4.2.4.3 ZUSAMMENFASSUNG - ABBAUPRODUKT-CHARAKTERISIERUNG 112
4.2.5 WIEDERVERWERTUNG DER ABBAUPRODUKTE 113
4.2.5.1 DARSTELLUNG VON POLYURETHANEN 115
4.2.5.2 DARSTELLUNG VON EPOXIDHARZEN 120
4.2.5.3 DARSTELLUNG VON ACRYLATHARZEN 123
4.2.5.4 DARSTELLUNG VON METHACRYLATHARZEN.... 125
4.2.5.5 DARSTELLUNG VON PERFLUORCYCLOBUTANPOLYMEREN 127
4.2.5.6 ZUSAMMENFASSUNG - WIEDERVERWERTUNG 128
4.2.6 EINFLUSS UNTERSCHIEDLICHER ABBAUREAGENZIEN AUF
VERSTAERKUNGSFASERN.. 128
4.2.6.1 EIGENSCHAFTSAENDERUNG BEI NIEDRIGEN TEMPERATUREN 129
4.2.6.2 TEMPERATURABHAENGIGE EIGENSCHAFTSAENDERUNG 132
4.2.6.3 EIGENSCHAFTSAENDERUNG IN REFLUXIERENDEN REAGENZIEN 139
4.2.6.4 ZUSAMMENFASSUNG - FASEREIGENSCHAFTEN 140
4.3 ANWENDUNG DES REPARATURVERFAHRENS AN POLYCYANURATBASIERTEN FVK 141
4.3.1 VERWENDETE MATRIXHARZSYSTEME 141
4.3.2 CHARAKTERISIERUNG REPARIERTER FVK 145
4.3.2.1 ZUGVERSUCH 148
4.3.2.2 3-PUNKT-BIEGEVERSUCH 149
4.3.3 ZUSAMMENFASSUNG - REPARATURVERFAHREN 150
4.4 RECYCLING- UND REPARATURFAEHIGE FVK FUER ANWENDUNGEN IM AUTOMOBILBAU
... 150
4.4.1 ENTWICKLUNG EINES LAGERSTABILEN IMPRAEGNIERHARZES 150
4.4.1.1 GRUNDHARZFORMULIERUNGEN 151
4.4.1.2 SYNTHESE DER PREPOLYMERE 153
4.4.1.3 ENTWICKLUNG EINES LAGERSTABILEN IMPRAEGNIERHARZES 155
4.4.1.4 ZUSAMMENFASSUNG - IMPRAEGNIERHARZENTWICKLUNG 158
4.4.2 CHARAKTERISIERUNG DER FVK 159
4.4.2.1 ZUGVERSUCH 160
4.4.2.2 DRUCKVERSUCH 161
4.4.2.3 3-PUNKT-BIEGEVERSUCH 161
4.4.2.4 ZUSAMMENFASSUNG - FVK FUER DEN AUTOMOBILBAU 163
5 EXPERIMENTELLER TEIL 165
5.1 HERSTELLUNG VON CYANAT-REINHARZPLATTEN 165
5.1.1 CYANAT-HOMOPOLYMERE 166
5.1.2 BINAERE CYANAT-COPOLYMERE UND BRUCHZAEHMODIFIZIERTE SYSTEME 166
5.1.3 TERNAERE CYANAT-COPOLYMERE 167
5.1.4 CYANURATHALTIGE MATRIXHARZE FUER FVK 168
5.1.5 IMPRAEGNIERHARZENTWICKLUNG FUER DEN AUTOMOBILBAU 168
5.2 SYNTHESE DER PREPOLYMERE 169
5.2.1 BRUCHZAEHMODIFIZIERTE CYANAT-EPOXIDHARZ-BISPHENOL-PREPOLYMERE 169
5.2.2 B10-PREPOLYMERE 170
5.3 EXPERIMENTE ZUM ABBAUVERHALTEN UNTERSCHIEDLICHER CYANAT-POLYMERE 170
5.4 EXPERIMENTE ZUM RECYCLING VON VERSTAERKUNGSFASERN 171
5.5 DARSTELLUNG VON POLYMEREN AUS DEN ABBAUPRODUKTEN 172
5.5.1 DESTILLATIVE ENTFERNUNG DES UEBERSCHUESSIGEN ZERSETZUNGSREAGENZES
172
5.5.2 POLYURETHAN-FORMULIERUNGEN 173
5.5.3 EPOXIDHARZ-FORMULIERUNGEN 173
5.5.4 ACRYLATHARZ-SYNTHESE 173
5.5.5 METHACRYLATHARZ-SYNTHESE 174
5.5.6 PERFLUORCYCLOBUTANPOLYMER-SYNTHESE 175
5.6 HERSTELLUNG DUENNER POLYMERFILME 175
5.7 HERSTELLUNG VON HANDLAMINATEN 176
5.7.1 FVKZUR DEMONSTRATION DES REPARATURVERFAHRENS 176
5.7.2 RECYCLING- UND REPARATURFAEHIGE FVK FUER DEN AUTOMOBILBAU 177
5.8 LOKALE ZERSETZUNG DER HARZMATRIX MIT ANSCHLIESSENDER REINFILTRATION
178
5.9 DURCHFUEHRUNG AUSGEWAEHLTER CHARAKTERISIERUNGEN 180
5.9.1 MECHANISCHE PRUEFMETHODEN 180
5.9.1.1 ZUGPRUEFUNG 180
5.9.1.1.1 CFK-BAUTEILE 180
5.9.1.1.2 REPARIERTE- UND REFERENZ-GFK-BAUTEILE 180
5.9.1.2 BIEGEPRUEFUNG 181
5.9.1.2.1 CFK-BAUTEILE 181
5.9.1.2.2 REPARIERTE- UND REFERENZ-GFK-BAUTEILE 181
5.9.1.3 DRUCKPRUEFUNG 181
6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 183
7 ANHANG 189
7.1 CHARAKTERISIERUNGSMETHODEN 189
7.1.1 DIFFERENZIALKALORIMETRISCHE ANALYSE - DSC 189
7.1.2 FOURIER-TRANSFORMATIONS-INFRAROT-SPEKTROSKOPIE - FT-IR 190
7.1.3 RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE - REM 192
7.1.4 BRECHZAHLBESTIMMUNG MITTELS PRISMENKOPPLER 192
7.1.5 KERNSPINRESONANZSPEKTROKOPIE - NMR 193
7.1.6 DYNAMISCH-MECHANISCHE ANALYSE - DMA 195
7.1.7 MECHANISCHE PRUEFMETHODEN 197
7.1.7.1 OPTISCHE RISSVERFOLGUNG - OCT 197
7.1.7.2 ZUGPRUEFUNG 198
7.1.7.3 BIEGEPRUEFUNG 199
7.1.7.4 DRUCKPRUEFUNG 200
7.2 GERAETEVERZEICHNIS 201
7.2.1 DSC 201
7.2.2 ATR-FT-IR 201
7.2.3 REM 201
7.2.4 PRISMENKOPPLER 202
7.2.5 NMR 202
7.2.6 DMA 202
7.2.7 PRUEFGERAETE ZUR MECHANISCHEN CHARAKTERISIERUNG 202
7.2.7.1 OCT 202
7.2.7.2 ZUG-, BIEGE- UND DRUCKPRUEFGERAETE 203
7.2.8 SPEED
MIXER* DAC 400 FVC 203
7.2.9 SPIN-COATER 203
7.2.10 GPC 204
7.2.11 SONSTIGE GERAETE 204
7.3 SOFTWAREVERZEICHNIS 205
7.4 LITERATURVERZEICHNIS 206
7.5 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 227
7.6 TABELLENVERZEICHNIS 237
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