PUB - Publikationen an der Universität Bielefeld

Der Werkstoff Aluminium wird in der Automobil- und Flugzeugindustrie zunehmend eingesetzt. Eine Kombination mit dem Fügeverfahren Kleben ermöglicht optimale Leichtbaukonstruktionen. Das Kleben der Aluminiumwerkstoffe beinhaltet jedoch die Problematik der mangelnden Alterungs- und Feuchtigkeitsbeständigkeit. Die auftretenden Schadensfälle werden zum einen durch Korrosion und zum anderen durch Weak-Bondary-Layers hervorgerufen. Die Anwendung von Kupplungsreagenzien und Korrosionsinhibitoren sollte diese zerstörenden Einflüsse herabsetzen und die Beständigkeit von Aluminiumklebungen verbessern. Kupplungsreagenzien sind difunktionelle Verbindungen, die einerseits durch Komplexbildung auf einer Metall- bzw. Metalloxidoberfläche gebunden werden und andererseits eine kovalente Bindung zum Polymer ausbilden. Korrosionsinhibitoren komplexieren ebenfalls auf der Fügeteiloberfläche. Sie sind aufgrund ihrer hydrophoben Reste in der Lage, den Angriff korrosiver Medien zu vermindern. 1-Hydroxyanthrachinone sind besonders geeignet für die Chelatbildung auf einer Aluminiumoberfläche. In dieser Arbeit wurden substituierte 1,4-Dihydroxy-9,10-anthrachinone und 4-Amino-1-hydroxy-9,10-anthrachinone als Kupplungsreagenzien für Epoxidharze, Phenolharze und Polyurethane synthetisiert. Im einzelnen wurden Verbindungen mit Glycidylethern, phenolischen Hydroxygruppen und Aminogruppen als polymerspezifischer Gruppe synthetisiert. Im weiteren Verlauf dieser Arbeit wurde die Wirkungsweise der synthetisierten Verbindungen mit FT-IR Untersuchungen an beschichteten Blechen überprüft. Die Durchführung empfindlicher Oberflächenuntersuchungen, ESCA, erforderte die Darstellung eines Hydroxyanthrachinons mit ESCA-spezifischer Sonde. Die Reaktivität der polymerspezifischen Gruppe wurde mit DSC-Messungen an einem Modellsystem bestätigt. Im praktischen Klebversuch wurde die Leistungsfähigkeit der Kupplungsreagenzien und Korrosionsinhibitoren in Hinblick auf ihre Wirkung bei Epoxidharz- und Phenolharzklebungen von Aluminiumblechen untersucht. Eine Überprüfung der Zugscherfestigkeiten vor und nach Auslagerung ermöglichte Aussagen über das Potential der Oberflächenbeschichtung. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Einsatz von Kupplungsreagenzien bei strukturellen Aluminiumklebungen sehr positive Wirkung auf die Festigkeit der Klebung hat. Der Einsatz dieser Kupplungsreagenzien als niedermolekulare Modellverbindungen dient zur Aufklärung der Bildung, der Struktur und der Eigenschaften von Polymer-Aluminiumverbunden.