Entwicklung und Charakterisierung von chemisch gekoppelten Metall-Kunststoff-Mehrschichtverbunden - Aufklärung des chemischen Adhäsionsmechanismus

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Ziel des Forschungsvorhabens ist die Aufklärung von chemischen Adhäsionsmechanismen von Metall-Kunststoff-Verbunden sowie die Entwicklung geeigneter reaktiver Adhäsionsschichten am Beispiel von Modellsystemen. Hierbei steht die chemische Kopplung von thermoplastischen Polyurethanen auf reaktiven Polymerschichten auf Basis von Epoxiden oder Polyallophanaten im Vordergrund. Die zu untersuchenden adhäsiven Polymerschichten werden in einem vorangehenden Arbeitsschritt auf ein Metallsubstrat aufgetragen und gehärtet. Die entstehende Adhäsionsschicht ist lagerstabil und verfügt über funktionelle Gruppen, die für Folgeprozesse wie z. B. Kopplungsreaktio-nen zur Verfügung stehen. Dadurch entstehen Schichten mit einer hohen Haftfestigkeit zum Metall. Je nach Härtungsgrad bzw. Zusammensetzung der Polymerschichten verfügen diese über funktionelle Gruppen, die für eine chemische Kopplung mit der TPU-Schicht zur Verfügung stehen. Ein zentraler Punkt im geplanten Forschungsvorhaben ist die Analyse der für Folgeprozesse chemisch aktiven funktionellen Gruppen an der Oberfläche der Adhäsionsschicht hinsichtlich Art und Konzentration. Durch kinetische Steuerung des Härtungsprozesses sollen die Bedingungen für eine optimale chemische Kopplung der TPU-Schicht ermittelt werden. Auf diese Weise sollen Metall-Kunststoff-Verbunde mit hoher Haftfestigkeit erzielt werden. Weiterhin werden im Projekt anhand von Modellsystemen neue Zusammensetzungen für Adhäsionsschichten entwickelt, die für die chemische Kopplung zwischen Adhäsionsschicht und Thermoplast geeignet sind. Abschließend werden geeignete Prüfkörper zur Untersuchung der Verbundhaftfestigkeit hergestellt und untersucht. An diesen Probekörpern soll die chemische Kopplung zwischen den Grenzschichten der Materialien aus den Erkenntnissen der im Projekt erarbeiteten Grundlagenuntersuchungen nachgewiesen werden.