Verkapselung von Imidazolen zur Erhöhung der Latenz reaktiver Epoxidharze

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Andreas Niepel

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Werden im industriellen Umfeld chemisch reaktive Substanzen, transportiert, gelagert oder verarbeitet, kann die Temperatur z. B. in Abhängigkeit von der geographischen Lage, Jahres- und oder Tageszeit stark variieren. Diese Schwankungen müssen durch aufwändige und meist teure Prozesse, wie klimatisierte Transport- und Fertigungsprozesse, ausgeglichen werden, um die vorzeitige Reaktion zu verlangsamen bzw. zu unterdrücken, damit eine gleichbleibende Qualität gewährleistet wird. In der Medizin und Technik wünscht man sich daher oftmals latente und gleichzeitig reaktive Systeme, z. B. in Form von Medikamenten, Lacken, Klebstoffen oder Matrixharzen, die bei gegebenen Randbedingungen sehr lange nicht reagieren und erst durch einen Trigger, bei möglichst milden Bedingungen, am gewünschten Wirkungsort schnell reagieren. Das Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen ob polymere Nanopartikel mit Wirkstoffen beladen werden, und diese als latent/reaktive Vernetzer für Reaktivklebstoffe nutzbar gemacht werden können. Hierfür wurde ein Konzept auf Basis wässriger Polymerdispersionen entwickelt, und anhand von Modellversuchen charakterisiert. Als Reaktivharzkomponenten wurden Epoxidharze, als Wirkstoffkomponenten Imidazole, und als zu beladene Polymerpartikel Polyurethane ausgewählt. In Abhängigkeit der Imidazolkonzentration, und der Polymerbausteine des Polyurethans, konnten in den Partikeln, unterschiedliche Erweichungstemperaturen realisiert werden. Diese Polyurethanpartikel wurden mit mikronisierten Epoxidharzpartikeln kombiniert. Die Epoxygruppen können, durch das Imidazol, mittels anionischer Polymerisation, vernetzt werden. In Abhängigkeit der Erweichungstemperatur der Polyurethan- und Epoxidharzpartikel können latent/reaktive Systeme formuliert werden.