Chemisch massgeschneiderte Grenzflächen in Nanokompositen

01.09.2008 - 30.06.2012
Forschungsförderungsprojekt
Anorganisch-organische Nanokomposite sind eine Klasse von Materialien, in denen durch Einbau von anorganischen Bausteinen, deren Größe im Nanometerbereich liegt, in eine Polymermatrix neue Materialeigenschaften entstehen. Zwei wichtige Parameter in der Synthese dieser Materialien sind die synergistische Kombination der Eigenschaften der Komponenten und deren homogene Verteilung im Material. Aufgrund der Größe der Nanobausteine und ihrer daraus resultierenden hohen Oberfläche, ist die chemische Kontrolle der Grenzfläche zur Polymermatrix ein entscheidender Faktor für die Eigenschaften der Nanokomposite. Eine chemische Modifizierung der Oberfläche der anorganischen Komponente hilft diese homogen im Polymer zu verteilen und ermöglicht eine stabile chemische Anbindung der Bausteine an die Polymermatrix, was zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der generellen Stabilität des Materials führt. In diesem Projekt wird die Oberfläche von Silica- und Zirkonoxid-Nanopartikeln chemisch verändert und der Einfluss dieser Oberflächenmodifikation auf die Verteilung der Komponenten in der Polymermatrix und die mechanischen Eigenschaften der entstehenden Nanokomposite untersucht. Hierzu werden die Ankergruppen von organischen Kupplungsreagenzien, ihre chemische Zusammensetzung und die reaktiven Gruppen, die eine Anbindung an die Polymermatrix ermöglichen, systematisch variiert. Die so erhaltenen modifizierten Nanobausteine werden in unterschiedliche Polymere durch Copolymerisation eingebettet. Durch Variation der Größe der anorganischen Bausteine und der relativen Zusammensetzung der Nanokomposite, geht ein weiterer Parameter in die Untersuchungen mit ein. Die erhaltenen Materialien werden in einem interdisziplinären Ansatz von Physikern auf ihre innere Struktur und die Veränderung dieser unter mechanischer Beanspruchung sowie von Materialwissenschaftlern auf ihre mechanischen Eigenschaften hin untersucht. Diese werden mit den Veränderungen an der Grenzfläche sowie der Größe der Nanopartikel und der Zusammensetzung der Nanomkomposite korreliert, um neue Erkenntnisse zu Struktur-Eigenschaftskorrelationen von Grenzflächen in Nanokompositen zu erhalten.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungmittel

  • FWF - Österr. Wissenschaftsfonds (National) Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

Forschungsschwerpunkte

  • Composite Materials: 60%
  • Structure-Property Relationsship: 20%
  • Surfaces and Interfaces: 20%

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Nanokompositenanocomposites
PolymerePolymers
Mechanische Eigenschaftenmechanical properties
NanopartikelNanoparticles
GrenzflächenInterfaces

Externe Partner_innen

  • Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie
  • Universität Wien, Fakultät für Physik, Streuung und Spektroskopie

Publikationen