Untersuchung von langfristigen Haftungs- und Wechselwirkungsmechanismen Polyurethan-basierter Beschichtungen auf thermoplastischen Substraten unter Einfluss alkoholischer und wässriger Umgebungsmedien

Abstract

In dieser Arbeit wurden 2-Komponenten Polyurethan-Lacke, wo die 1. Komponente eine Mischung aus Polyole und 2. Komponente eine Mischung aus Di- bzw. Triisocyanate (so genannte Härter) sind, optimiert und mit etablierten Methoden der Polymercharakterisierung wie DMA, FTIR, Quellversuch u.a. untersucht. Da die genaue Rezeptur der untersuchten Lacke eine Blackbox darstellte (die Rezeptur wurde von Projektpartner geheim gehalten und dürfte nicht untersucht werden), wurden die Anteile an Härter-Komponente an zwei festgelegten und etablierten Rezepturen R1702 und R1703 variiert, sodass die Änderung der Vernetzungsdichte und somit die Änderung der Barriere-Eigenschaften der Beschichtungen erreicht werden könnte. Es wurde vor allem der Einfluss der Vernetzungsdichte auf die Barriereeigenschaften der PU-Beschichtungen untersucht. Ein wichtiger Teil der Arbeit ist die Entwicklung einer neuen Methode zur Bestimmung der Barriereeigenschaften der PU-Beschichtungen bei Quellung dieser im Ethanol durch Bestimmung der Diffusionskoeffizienten (Materialabhängiges Parameter) der Beschichtungen mithilfe von Dielektrischen Analyse.

In this work, 2-component polyurethane paints, where the 1st component is a mixture of polyols and the 2nd component is a mixture of di- or triisocyanates (so-called hardeners), were optimized and with established methods of polymer characterization such as DMA, FTIR, swelling test, etc. examined. Since the exact recipe of the paints examined was a black box (the recipe was kept secret by the project partner and should not be investigated), the proportions of hardener components of two established recipes R1702 and R1703 were varied, so that the change in crosslinking density and thus the change in the barrier properties of these coatings could be investigated. Above all, the influence of the crosslinking density on the barrier properties of the PU coatings was investigated. An important part of the work is the development of a new method for determining the barrier properties of PU coatings when they swell in ethanol by determining the diffusion coefficient (material-dependent parameter) of the coatings with the aid of dielectric analysis.