Chemische Struktur und ihre Entstehung in dünnen Epoxid- und Polyurethanschichten auf Metallen

Das Leistungsvermögen von Klebungen und Beschichtungen (d. h. ihre Verbundfestigkeit und ihre Beständigkeit) hängt entscheidend von den Eigenschaften der Interphase ab, die sich während der Polymerisation als Grenzschicht aus den spezifischen Wechselwirkungen zwischen dem reaktiven Polymersystem und der Substratoberfläche entwickelt. Die Eigenschaften der Grenzschicht und die Prozesse, die zu ihrer Entstehung führen, unterscheiden sich vom unbeeinflussten Polymerbulk und sind bislang nicht ausreichend verstanden. Die vorliegende Arbeit untersucht dünne Schichten eines duromeren Epoxid- und eines elastomeren Polyurethansystems auf den nativen metallischen Oberflächen von Gold, Aluminium und Kupfer als Modell für diese Interphase in technisch relevanten Materialverbunden. Die Filmdicke wird systematisch von wenigen 10 nm bis hin zu einigen Mikrometern variiert, um Informationen über Mikrostrukturgradienten selbst dann zu erhalten, wenn die verfügbaren Messmethoden nur integrale Probeneigenschaften ermitteln. Die integralen Eigenschaften dicker Schichten werden dabei vom Bulkverhalten dominiert, während dünne Schichten mit abnehmender Filmdicke zunehmend Interphasenverhalten repräsentieren. Auf diesem Weg wird untersucht, inwiefern sich die Vernetzungsprozesse, die resultierende chemische Struktur und die Morphologie der Polymerfilme vom Bulk unterscheiden. Aus dem Vergleich der Filme auf den verschiedenen Metallen untereinander und mit dem Bulk werden Rückschlüsse auf die Eigenschaften der Interphase in Polymer-Metall-Übergängen gezogen.