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Synthese, Charakterisierung und Eigenschaften von fluorhaltigen amphipolaren Polymeren als Additive für Polyurethanhartschäume
(2002) Steng, Michaela; Eisenbach, Claus Dieter (Prof. Dr.)
Fluorhaltige amphipolare Polymere wurden als neuartige Stabilisatorsysteme für die Herstellung von Polyurethanhartschäumen eingesetzt. Da aufgrund der Komplexität des kolloidalen Systems der Schaumherstellung bisher nur ungenügende Kenntnisse über die Wirkungsweise der heute nahezu ausschließich eingesetzten Siloxan-Stabilisatoren im Schaumprozess vorliegen, wurde anhand von fluorhaltigen amphipolaren Polymeren der Einfluss der Struktur sowohl auf die schaum-stabilisierenden als auch auf die oberflächen-physikalischen Eigenschaften untersucht. Deshalb wurden fluorhaltige amphipolare Polymere mit Block- und Pfropfstruktur synthetisiert. Blocksysteme wurden aus einseitig mit Perfluoralkylresten funktionalisierten Poly(oxyalkylen)en aufgebaut, bei welchen die Perfluoralkylgruppe aus Hexyl- und Oktylresten bestand. Pfropfsysteme wurden durch radikalische Copolymerisation von Perfluoroktylmethacrylat und Poly(ethylenoxid)methacrylat als Makromonomer unter Verwendung eines Reglers synthetisiert. Die oberflächenaktiven Eigenschaften der fluorhaltigen Stabilisatorsysteme wurden durch Messung der statischen und dynamischen Oberflächenspannung, der kritischen Mizellbildungskonstanten (cmc) sowohl in Wasser als auch in einem dem Schaumprozess nahen Lösungsmittel (Polyolmischung) sowie durch Aufnahmen von Druck-Flächen-Diagrammen der Monolayer der Stabilisatormoleküle an der Grenzfläche Wasser/Luft untersucht. Die Wirksamkeit der Stabilisatoren im Schaumprozess wurde in Schäumexperimenten untersucht. Als Referenz wurde bei allen Untersuchungen ein kommerziell eingesetzter Poly(dimethylsiloxan)-Poly(alkylenoxid)-Stabilisator verwendet. Es konnte gezeigt werden, dass die Oberflächenaktivität in wässriger Lösung nicht als Kriterium zur Bewertung der Stabilisatorwirksamkeit im Schaumprozess herangezogen werden kann, dass allerdings die Absenkung der Oberflächenspannung der Polyolmischung eine notwendige Voraussetzung für eine gewisse Stabilisierung des Schaumes darstellt.