EuroWire September 2020

Technischer Artikel

Versuch

1

2

3

4

5

6

UA-1

70

70

70

0

0

0

UA-2

0

0

0

70

70

70

Acrylaten-2

24

22,5

21.2

24

22,5

21,2

N-vinyl Monomer

6

5,6

5.3

6

5,6

5,3

Difunktionelles Monomer

0

1,9

3,5

0

1,9

3,5

▲ ▲ Tabelle 1: UV-härtende Harze mit unterschiedlichen Mengen vom difunktionellen Monomer

Viskoelastometer im Temperaturbereich zwischen -100°C und +100°C, mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 2°C/min und bei einer Frequenz von 3,5Hz, gemessen.

hindurchgeführt. Die Folie wurde dann 24 Stunden lang bei 23°C, 50% r.F., aufbereitet. Die Foliendicke entsprach zirka 200μm. 1.3 Bewertung der physikalischen Eigenschaften Die Eigenschaften der Zugfestigkeit wurden bei 23°C, 50% r.F. gemessen. Das Elektrizitätsmodul wurde mit Einsatz einer Zugprüfmaschine bei einer Zuggeschwindigkeit von 1mm/min mit einem Querkopfabstand von 25mm gemessen. Das Modul wurde durch das Sekantenmodul bei 2,5% Dehnung definiert. Die Bruchzugfestigkeit und die Zugdehnung wurden unter derselben Bedingung gemessen, mit Ausnahme wo die Zuggeschwindigkeit von 500mm/min angewandt wurde.

Abb. 1 zeigt das Verhältnis zwischen dem Elektrizitätsmodulen und der Zugfestigkeit. Der Zusatz des difunktionellen Monomers erhöhte nicht nur das Elektrizitätsmodul sondern auch die Zugfestigkeit für die UA-1- sowie UA-2-Rezepturen. Durch einen Vergleich letzterer über Versuch1 und Versuch4 oder Versuch2 und Versuch5 (dieselbe Rezeptur außer für Urethanacrylatoligomere), haben die Rezepturen eine ähnliche Zugfestigkeit trotz des entsprechend unterschiedlichen Elektrizitätsmoduls gezeigt. Dieser Versuch brachte hervor, dass sich im Vergleich zu UA-2, der Einsatz von UA-1 besser eignet, um eine hohe mechanische Festigkeit mit einem niedrigen Elektrizitätsmodul zu erzielen. Mechanisch-dynamische Analysen der Folien im Versuch2 und Versuch5 wurden durchgeführt und die Ergebnisse sind in der Abb. 2 dargestellt. Die beiden tanδ-Kurven im Versuch2 und Versuch5 zeigten bimodale Formen. Dieses Ergebnis ließ auf die Induktion der Phasenseparation des Polyätherdiols mit niedrigerem Tg und Acrylatpolymer mit höherem Tg bei den Folien im Versuch2 und Versuch5 schließen. Versuch2 zeigte Wendepunkte bei -40°C und -4°C. Versuch5 zeigte dagegen Wendepunkte bei -54°C und 5°C. In Anbetracht der Beweise, unterschied sich das Phasenseparationsstatus zwischen Versuch2 und Versuch5, und dieser unterschiedliche Phasenseparationsstatus könnte zum unterschiedlichen Verhältnis zwischen dem Elektrizitätsmodul und der Zugfestigkeit geführt haben. Es erweist sich daher als notwendig, die nanoskaligen Morphologien zu untersuchen, um das Phänomen zu verdeutlichen. Soweit wir wissen wurden jedoch die Morphologien der Folien nicht untersucht.

Außerdem

wurde

die

Temperaturabhängigkeit des Speichermoduls (E’) und der Verlustfaktor (tanδ) für die gehärtete Folie gemessen.

2 Ergebnisse und Diskussion

Der Zusatz des difunktionellen Monomers erhöhte die Vernetzungsdichte und das Elektrizitätsmodul wurde durch die Mengen an difunktionellem Monomer geprüft. Tabelle 1 zeigt die geprüften Harze. Das difunktionellen Monomer im Harz wurde variiert von 0 bis 3,5 Gew.-% auf die Rezepturen 70 Gew.-% von UA-1 (Versuch1, 2 und 3) und UA-2 (Versuch4, 5 und 6) enthaltend.

1.4 Analyse der mechanisch- dynamischen Reaktion

Die mechanisch-dynamische Reaktion der gehärteten Folie wurde mittels

▼ ▼ Abb.

1 :

Verhältnis

zwischen

den

▼ ▼ Abb. 3 : AFM-Phasenbilder (Versuch5). Abbildung oben: Modulkarte, Abbildung unten: Adhäsionskarte

Elektrizitätsmodulen und der Zugfestigkeit

Versuch6

Versuch3

Versuch2

Versuch5

Versuch1

Versuch4

Zugfestigkeit [MPa]

Elektrizitätsmodul [MPa]

▼ ▼ Abb. 2 : Verlustfaktor (tanδ) der Folien im Versuch2 und Versuch5

Versuch2

Versuch5

tanδ

Temperatur [°C]

74

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September 2020