PUB - Publikationen an der Universität Bielefeld

Eine Schwachstelle von Metallklebverbunden stellt in vielen Fällen die mangelhafte Adhäsion zwischen Fügeteiloberfläche und Klebstoffpolymer dar. Ziel dieser Arbeit ist es, 1H-Benzotriazol, eine Substanz, deren korrosionsinhibierende Wirkung für Kupfer und dessen Legierungen schon lange bekannt ist, chemisch so zu modifizieren, dass auch eine haftvermittelnde Funktion möglich ist und somit eine Verbesserung der Adhäsion erreicht werden kann. Zu diesem Zweck wurde als Ausgangsverbindung für alle Beschichtungsreagenzien 1H-Benzotriazol-4-sulfonsäurechlorid synthetisiert und dessen bisher unbekannte Kristallstruktur durch Röntgenstrukturanalyse ermittelt. Die Darstellung der niedermolekularen Haftvermittler erfolgte in Form von Amid-Derivaten der Benzotriazol-4-sulfonsäure. Ausgehend von diesem Grundkörper wurden Haftvermittler mit unterschiedlichen polymerspezifischen Funktionen, wie z.B. Hydroxy-, Amino- und Epoxygruppen, synthetisiert. Neben diesen Beschichtungsreagenzien wurden Verbindungen dargestellt, die dem neuen Konzept der polymergebundenen Haftvermittler zuzuordnen sind. Hierbei sind viele metallspezifische Gruppen an eine polymere Matrix gebunden. Ihre Darstellung erfolgt durch Copolymerisation des Matrixbildners mit den entsprechend funktionalisierten metallspezifischen Gruppen. Ausgehend von 2,6-Bis(hydroxymethyl)-4-methylphenol als Matrixbildner konnten unter Verwendung dreier Benzotriazol-Comonomere modifizierte Phenolformaldehydharze hergestellt werden. Die Polykondensation erfolgte unter praxisrelevanten Bedingungen ohne Zusatz von Lösungsmitteln oder Katalysator bei einer Temperatur von 120 °C. Nach dem gleichen Schema konnten zwei polymergebundene Haftvermittler auf Polyacrylatbasis unter Verwendung von Methylacrylat als Matrixbildner unter den Bedingungen einer radikalischen Polymerisation mit AIBN als Radikalstarter hergestellt werden. Im Anschluss an die Synthesen wurden die maßgeschneiderten Haftvermittler in der Praxis untersucht. Hierzu wurden die mit unterschiedlichen polymerspezifischen Gruppen ausgestatteten Verbindungen in Modellreaktionen eingesetzt, die die Einbindung in das Klebstoffpolymer simulieren. Als Modellsubstanz für Epoxidharze kam Monoepoxid zum Einsatz. In allen Fällen ließ sich durch 1H-NMR-spektroskopische Untersuchungen belegen, das von einer Einbindung der synthetisierten Haftvermittler in die Klebstoffmatrix auszugehen ist. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass der Einsatz von niedermolekularen Benzotriazolhaftvermittlern auf Aluminium und Kupfer in Verbindung mit Epoxidharzen und Haftklebstoffen zu Festigkeitssteigerungen der Klebverbunde führt und zusätzlich eine Korrosionsinhibierung erreicht werden kann.