Tribologische und mechanische Eigenschaften von nanopartikelverstarkten Verbundwerkstoffen: Einfluss der unterschiedlichen Oberflachenbehandlung von Nanopartikeln auf die Matrix-Partikel-Haftung

摘要

Das Einbringen von nanoskaligen Fullstoffen in polymere Matrizes ist mit einer deutlichen Anderung der mechanischen Eigenschaften im Vergleich mit Mikropartikeln verbunden [1]. Diese Eigenschaftsanderungen werden einerseits durch die geringe Teilchengrosse der Partikel und die damit einhergehende Oberflachenvergrosserung verursacht, andererseits durch die Ermoglichung starker Wechselwirkungen zwischen der Partikeloberflache und den Matrixmolekulen [2]. Ziel der Untersuchungen ist die weitere Verbesserung der Verschleissfestigkeit bereits vorgestellter partikel- und faserverstarkter Verbundwerkstoffe [3, 4] durch eine ausgepragte Matrixhaftung, gepaart mit guten mechanischen Eigenschaften sowie die Nutzung der resultierenden Erkenntnisse fur die Herstellung nanopartikelverstarkter, thermoplastischer Verbundwerkstoffe. In der hier gezeigten Studie werden Epoxidharze vorgestellt, die mit nanoskaligen oxidischen Partikeln, die sich in Material, Korngrosse und Oberflachenbehandlung unterscheiden, verstarkt wurden. Insbesondere werden verschiedene nanoskalige Titandioxidteilchen mit unterschiedlicher Oberflachenbehandlung und ein Siliciumdioxidpig-ment auf ihren Einfluss auf die tribologischen und mechanischen Eigenschaften hin untersucht. Die dynamisch-mechanische Thermo-analyse sowie rasterelektronenmikroskopi-sche Untersuchungen dienen zur Beurteilung der Matrixhaftung.