Chemische Kopplung polymerer Werkstoffe mit funktionalisiertem PTFE-Mikropulver bzw. mit modifiziertem Polyethylen zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften

聚合物材料与功能化聚四氟乙烯微粉或改性聚乙烯的化学偶联，以改善摩擦学性能

• 批准号: 5387269
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Werner Hufenbach
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2001-12-31 至 2007-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5387269?language=en
• 关键词: Chemische; Kopplung; polymerer; Werkstoffe; mit

Das Ziel des geplanten Verbundforschungsvorhabens besteht in der Entwicklung neuartiger Werkstoffe für tribologische Anwendungen auf Basis von elastomeren, thermoplastischen und duromeren Grundwerkstoffen mit chemisch gekoppelten Polytetrafluorethylen-Mikropulvern (PTFE) bzw. inkorporiertem PE. Aus dem gesamten Spektrum der technischen Polymere werden repräsentative Vertreter aus den drei Kunststoffgruppen ausgewählt und für tribologische Einsatzgebiete entsprechend modifiziert. Carbonsäurefunktionalisierte PTFE-Mikropulver als Basismaterialien entstehen durch Strahlenmodifizierung von PTFE in Gegenwart von Sauerstoff. Die Synthese der speziell für die Kopplung mit anderen Polymersystemen modifizierten PTFE-Mikropulver bildet somit den Ausgangspunkt für die ingenieurtechnischen Arbeiten. Die Modifizierung von PA-66 durch chemische Kopplung mit maleinsäureanhydridgepfropftem Polyethylen (PE) mit der anschließenden selektiven Vernetzung des PE ist ein weiteres Arbeitsziel für vergleichende Untersuchungen zu den chemisch gekoppelten PTFE-Polyamidmaterialien. PTFE und PE zeichnen sich durch niedrige adhäsive Haftung bzw. Reibungszahl aus. PE besitzt zwar eine geringe Wärmeformstabilität, liegt aber preislich weit unterhalb von PTFE-Werkstoffen. Nach der Herstellung der neuen Werkstoffsysteme werden diese hinsichtlich der mechanischen und tribologischen Eigenschaften charakterisiert. Analog zu den Ergebnissen aus vorangegangenen Untersuchungen zur Herstellung und Charakterisierung von PTFE-Polyamid-6-Materialien am IPF und LKT wird durch die chemische Kopplung von PTFE bzw. PE mit den Matrixpolymeren anstelle der bisherigen physikalisch gebundenen Einlagerung die Verbesserung der tribologischen Eigenschaften und vor allem eine Erniedrigung der Reibungszahl und die Erhöhung der Verschleißfestigkeit angestrebt. Die chemisch gekoppelten PTFE bzw. PE-Werkstoffsysteme besitzen den Vorteil, dass die für die Verbesserung der tribologischen Eigenschaften verantwortlichen Zusatzstoffe nicht mehr aus der Matrix herausgerieben werden können. Es sind somit die werkstoff- und verfahrenstechnischen Grundlagen für völlig neuartige Tribowerkstoffe zu entwickeln. Über die Untersuchung der Verarbeitungsbedingungen und eine erste Optimierung der tribologischen und Werkstoffeigenschaften werden grundlegende Erkenntnisse zu den Zusammenhängen zwischen den Strukturbildungsund Struktur-Eigenschaftsbeziehungen erarbeitet. Der Ausgangspunkt für die Forschungsarbeiten in diesem Verbundprojekt sind die bisher erfolgreich durchgeführten Arbeiten zu einer chemischen Kopplung zwischen PTFE und PA-6 am IPF. In einer Schmelzemodifizierungsreaktion (reaktive Extrusion) entstehen PTFE-PA-6-Blockcopolymere, die nach Abtrennung des PA-6-Matrixpolymers aus dem PTFE-PA-6-Material für die folgende Kopplungsreaktion mit Eiastomeren und Polyharnstoffen speziell modifiziert und den ingenieurtechnischen Projektpartnern (Teilprojekt 2 und 4) für die weiteren Untersuchungen zur Verfügung gestellt werden. Für die Elastomerkopplung werden die PTFE-PA-Produkte mit olefinischen Doppelbindungen modifiziert, die in der Mischungsherstellung bzw. während der Vulkanisation unter chemischer Kopplung mit dem Matrixelastomer reagieren. Analog reagieren die PTFE-PA-Produkte, speziell mit Hydroxy- und/oder Aminogruppen modifiziert, in der Polyharnstoffbildungsreaktion mit der lsocyanatkomponente unter Ausbildung kovalenter Bindungen. Die Untersuchungen zu den chemisch gekoppelten PTFE-PA-46- und PE-PA-66-Materialien bilden die Basis für die Entwicklung neuartiger Polyamid-Funktionswerkstoffe für tribologische Anwendungen mit erhöhten Anforderungen. Es werden Tribowerkstoffe angestrebt, die auch bei Trockenreibung günstige Gleitreibungseigenschaften und eine hohe Verschleißfestigkeit (auch bei erhöhten Einsatztemperaturen) aufweisen. Die erfolgreiche Bearbeitung des Verbundprojektes basiert auf der interdisziplinären Kooperation zwischen Chemikern und Ingenieuren. Die Grundlagenuntersuchungen zur Materialentwicklung werden an ausgewählten Entwicklungsprodukten bis zur Demonstratorstufe weitergeführt, an denen praxisorientiert die Materialeigenschaften ermittelt werden.

Das Ziel des geplanten Verbundforschungsvorhabens besteht in der Entwicklung neuartiger Werkstoffe für tribologische Anwendungen auf Basis von 弹性体，热塑性塑料和硬质材料与化学gekoppelten聚四氟乙烯-微粉 （聚四氟乙烯）bzw。油墨公司PE。 Aus dem gesamten Spektrum der technischen Polymere werden representative Vertreter aus den drei Kunststoffgruppen ausgewählt und für tribologische Einsatzgebiete entprechend modifiert.碳纤维功能 PTFE 微粉是在 Gegenwart von Sauerstoff 中对 PTFE 进行改性的基础材料。聚四氟乙烯微粉改性聚合物系统的特殊合成技术是工程技术工人的一项特殊要求。 PA-66 的改性是通过化学方法与马来酸酐聚乙烯 (PE) 进行改性，并选择 PE 的选择，这是一种用于化学处理 PTFE 聚酰胺材料的工程设计。 PTFE 和 PE zeichnen sich durch niedrige adhäsive Haftung bzw。雷宾扎尔 (Reibungszahl) PE 是一种形状稳定的材料，它是由 PTFE-Werkstoffen 制成的。 Nach der Herstellung der Neuen Werkstoffsysteme werden diese hinsichtlich der mechanischen und tribologischen Eigenschaften Eigenschaften Charakterisiert.模拟 zu den Ergebnissen aus vorangegangenen Untersuchungen zur Herstellung 和 Charakterisierung von PTFE-Polyamid-6-Materialien am IPF 和 LKT wird durch die chemische Kopplung von PTFE bzw。 PE 是一种由基质聚合物组成的物理物理结构，是摩擦学特性的影响和所有 Reibungszahl 的 Erniedrigung 和 Verschleißfestigkeit angestrebt 的 Erhöhung。 PTFE bzw 化学成分。 PE-Werkstoffsysteme besitzen den Vorteil, dass die für die Verbesserung der tribologischen verantwortlichen Zusatzstoffe nicht mehr aus der Matrix herausgerieben werden können.这是一个关于新的 Tribowerkstoffe zu entwickeln 的技术和技术原理。理解摩擦学和制造厂的基本原理和结构的基本原理和结构的最佳化。 Der Ausgangspunkt for die Forschungsarbeiten in diesem Verbundprojekt sind die bisher erfolgreich durchgeführten Arbeiten zu einer chemischen Kopplung zwischen PTFE 和 PA-6 am IPF。在 PTFE-PA-6-Blockcopolymere 的改性（反应挤出）中，将 PTFE-PA-6-Materialpolymers 与 Eiastomeren 和 Polyharnstoffen 规格的 Kopplungsreaktion 结合起来 修改和工程技术项目合作伙伴 (Teilprojekt 2 和 4) 为我们提供了解决方案。对于 PTFE-PA-Produkte 的弹性体，采用双烯烃改性，在 der Mischungsherstellung bzw 中进行。通过化学方法与基质弹性体试剂进行硫化。 PTFE-PA-产品的模拟试剂，具有羟基和/或氨基改性剂，属于 Ausbildung kovalenter Bindungen 中异氰酸酯成分的 Polyharnstoffbildungsreaktion。 PTFE-PA-46- 和 PE-PA-66- 材料的化学性质是其研究的基础，是聚酰胺功能材料的摩擦学研究和研究的基础。 Es werden Tribowerkstoffe angestrebt，die auch bei Trockenreibung günstige Gleitreibungseigenschaften 和 eine hohe Verschleißfestigkeit (auch bei erhöhten Einsatztempern) aufweisen。一体化项目的基础是化学和工程师之间的跨学科合作。 Die Grundlagenuntersuchungen zur Materialentwicklung werden an ausgewählten Entwicklungsprodukten bis zur Demonstratorstufe weitergeführt, an denen praxisorientiert die Materialeigenschaften ermittelt werden.