Elvira Kahlert

Synthese von modifizierten Epoxidharzsystemen über intermediär gebildete spirocyclische Verbindungen

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) vorgelegt an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 31.01.2000

Abstract
Die Modifizierung von Epoxidharznetzwerken über intermediär gebildete spirocyclische Verbindungen hat veränderte Materialeigenschaften zur Folge.
Die Reaktionen werden zunächst an monofunktionellen Modellsystemen mit Phenylglycidether und -Butyrolacton bzw. -Caprolacton werden durch spektroskopische und kombinierte chromatographische Methoden untersucht. Durch den Einsatz verschiedener Detektoren zur multiplen Erfassung der Produkte in der GPC bzw. durch zweidimensionale Chromatographie werden Aussagen über die Lactongehalte der Produkte möglich.
Es wird der Einfluß der verwendeten Katalysatoren Bortrifluorid-Diethylether, Bortrifluorid-Methoxyanilin, Bortrifluorid-Monoethylamin und 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)-phenol auf die selektive Bildung von Spiroorthoestern untersucht.
Die Kombination von physikalischen, spektroskopischen, thermomechanischen und werkstoffwissenschaftlichen Methoden ermöglicht Rückschlüsse auf die Morphologie der Netzwerke aus Diandiglycidether.
Es wurde festgestellt, daß -Butyrolacton nicht vollständig umgesetzt wird und damit verschiedene Netzwerkeigenschaften beeinträchtigt. Die Zugabe von -Caprolacton und Polycaprolacton bewirkt eine Senkung der Glasübergangstemperatur und eine Flexibilisierung der Proben. Polycaprolacton bildet mit dem Diandiglycidether kein Semi-IPN, sondern es erfolgt eine Reaktion an den Carbonylgruppen des Polycaprolactons.

The modification of epoxide resin networks via temporary formed spirocyclic substances has varied material properties as consequence.
In the first instance reactions at monofunctional model systems with phenylglycidylether and butyrolactone respectively caprolactone were followed by spectroscopic and combined chromatographic methods. It is possible to get information about the lactone content of the products by using various detectors for multiple registration of products at SEC respectively by two-dimensional chromatography.
The influence of used catalysts as boron trifluoride etherate, boron trifluoride methoxyaniline, boron trifluoride ethylamine and 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)-phenole on selective formation of spiro ortho esters was investigated.
Combination of physical, spectroscopic, thermomechanical and methods of material testing renders possible drawing conclusions from morphology of networks made from diandiglycidylether.
It was determined, that parts of the butyrolactone does not react. This is the reason for impairment of various properties of the networks. Addition of caprolactone and polycaprolactone causes lowering of the glas transition temperature and flexibilisation of the samples. Polycaprolactone does not form a semi interpenetrating network with diandiglycidylether, but there is a reaction at the carbonylic groups of polycaprolactone.

Keywords:
Epoxidharznetzwerke, Phenylglycidether, Diandiglycidether, -Butyrolacton, -Caprolacton, Polycaprolacton, Spiroorthoester, GPC mit multipler Detektion, Zweidimensionale Chromatographie, Netzwerkeigenschaften

Epoxide resin networks, phenylglycidylether, diandiglycidylether, -butyrolactone, -caprolactone, polycaprolactone, spiro ortho ester, SEC with multiple detection, twodimensional chromatography, network properties

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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis, Abkürzungsverzeichnis
1 Einleitung und allgemeine Zielstellung (1-12)
2 Erste Ergebnisse und Fokussierung der Zielstellung (13-14)
3. Modelluntersuchungen an monofunktionellen Glycidylethern (15-44)
4 Untersuchungen an vernetzenden Systemen (45-83)
5 Zusammenfassung (84-87)
6 Experimenteller Teil (88-108)
Literaturverzeichnis (109-112)
Anhang (I-VIII)