Selbstheilende Elastomere basierend auf Brombutylkautschuk mit reversibel wechselwirkenden Gruppen

Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.
Technische Universität Dresden

Ziel des Projektes ist die Anwendung selbstheilender Prinzipien auf Bromobutylkautschuk (BIIR) - einem Material mit hoher praktischer Bedeutung. Neben der Nutzung Wasserstoffbrücken bildender Modifikatoren besteht die Absicht Wechselwirkungen polyionischer Flüssigkeiten (PIL) zu nutzen, von denen angenommen wird, dass diese im Falle einer Materialschädigung als molekularer Klebstoff wirken.Es werden drei verschiedene Ansätze verfolgt. Der erste betrifft die Herstellung von Blends zwischen PIIR und PIL. Hier wird angestrebt jegliche Reaktion zwischen den Komponenten zu vermeiden, um volle Beweglichkeit der PIL zu erhalten. Im zweiten Ansatz ist beabsichtigt PIIR mit einem PIL zu pfropfen. In diesem Fall ist die Beweglichkeit der PIL-Phase aufgrund der einseitigen Fixierung der PIL-Kette am BIIR Rückgrat etwas eingeschränkt. Schließlich ist beabsichtig BIIR mittels eines bifunktionellen Vernetzers über Wasserstoffbrücken reversibel zu vernetzen. In jedem Fall sind die reaktiven Bromgruppen des BIIR von Nutzen, um BIIR für den jeweiligen Einsatz optimal einzustellen.Auf diese Art und Weise werden drei unterschiedliche Arten supramolekularer Elastomere mit abgestufter Beweglichkeit der assoziierenden Komponente erhalten. Das ermöglicht vergleichende Untersuchungen zum Einfluss von Kettenmobilität, Assoziierung und Reversibilität von Wechselwirkungen auf Selbstheilung in Elastomeren durchzuführen. Dafür sind Heilungstests an durchgeschnittenen Proben vorgesehen. Zug-Spannungs-Tests werden Informationen zu spannungsinduzierten Heilungseffekten liefern. DMA-Messungen sind vorgesehen, um die Bildung reversibler ionischer Cluster nachzuweisen. Schließlich werden Untersuchungen zur Rissausbreitung aufdecken, in welchem Ausmaß reversible Wechselwirkungen zur Selbstheilung von Elastomeren beitragen können.