ISSN:
0003-3146
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
,
Physics
Description / Table of Contents:
Ein neuartiges organisch-anorganisches Hybridmaterial wurde durch den Einbau des Minerals Böhmit mittels eines Sol-Gel-Prozesses in ein Kevlar-Nomex-Copolymeres hergestellt. Durch Reaktion eines Gemisches aus m- und p-Phenylendiamin mit Terephthaloylchlorid und anschließender Umsetzung mit Aminophenyltrimethoxysilan wurden Poly(phenylenterephthalamid)-Ketten mit Aminophenyltri-methoxysilan-Endgruppen synthetisiert. In dieser Polymermatrix wurde die Hydrolyse der Alkoxygruppen einer Lösung von Aluminium-sec-butanolat in Butanol durchgeführt. Dadurch wurde ein chemisch an die Aramid-Ketten gebundenes anorganisches Netzwerk aufgebaut. Aus den hergestellten Hybridmaterialien mit unterschiedlichen Böhmit-Gehalten in der Aramidmatrix wurden Filme gegossen. Die Filme aus Hybridmaterial mit bis zu 15 Gew.-% Böhmit waren transparent gelb, während bei 20 und mehr Gew.-% Böhmit opake Filme erhalten wurden. Die mechanischen Eigenschaften dieser Filme wurden untersucht. Zugfestigkeit, Zugmodul, Härte und maximale Bruchdehnung nahmen mit steigendem Böhmitgehalt zunächst zu, vemngerten sich jedoch bei weiterer Erhöhung des Mineralanteils wieder. Der Zugmodul des Hybridmaterials bei 25°C lag zwischen 3,0 und 4,5 GPa. Die Materialien hielten einer maximalen Zugspannung von 252 MPa stand und zeigten Zersetzungstemperaturen von etwa 450°C. Die rnit DMTA ermittelten Werte für den Speichemodul lagen im Bereich 7,6-18,9 GPa. Das tan δ-Signal verbreiterte sich mit zunehmendem Böhmitanteil und ging bei hohen Böhmitgehalten in eine Schulter über. Die Signalpositionen des Verlustfaktors wurden infolge der zunehmenden sterischen Einschränkung der Segmentbewegungen rnit steigendem anorganischen Anteil zu höheren Temperaturen verschoben.
Notes:
A new organic-inorganic hybrid material was prepared by incorporating boehmite into a Kevlar-Nomex copolymer via a sol-gel process. Poly(phenylene-terephthalamide) chains having aminophenyltrimethoxysilane end groups were prepared by reacting a mixture of m-and p-phenylenediamine with terephthaloyl chloride, followed by end-capping with aminophenyltrimethoxysilane. The hydrolysis of the alkoxy groups of an aluminium sec-butoxide solution in butanol was carried out in the polymer matrix, thus creating an inorganic network structure combined chemically with the aramid chains. Hybrid materials containing different proportions of boehmite in aramid were thus produced and films were cast by solvent evaporation technique. These films with up to 15 wt.-% of boehmite were yellow and transparent, whereas the films with 20 wt.-% or more contents of boehmite were opaque. Mechanical properties of these films were analyzed. The values of tensile strength, initial modulus, toughness and maximum strain at rupture were initially found to increase and then decrease with further addition of boehmite. The tensile modulus of the hybrid material was found to be in the range of 3.0-4.5 GPa at 25°C. These ceramers were found to withstand maximum tensile stress of the order of 252 MPa, and the thermal decomposition temperature was around 450°C. The storage modulus as measured using DMTA was in the range of 7.6-18.9 GPa. The tan δ peak which in general became broader with increasing boehmite content showed a shoulder for composites containing large amounts of boehmite. The position of the peaks shifted towards high temperature with the increase in the inorganic contents showing hindrance in motion with increasing boehmite contents.
Additional Material:
8 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/apmc.1997.052480109
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