Zweistufige Modifzierung von Nanopartikeln zur maßgeschneiderten Einbettung in Nanokomposite

Nanokomposite stellen eine Kategorie von Kompositen dar, durch die stabile, aber dennoch leichte Werkstoffe hergestellt werden können. Obwohl bereits eine Vielzahl von polymerbasierten Nanokompositen in der Praxis eingesetzt werden, sind die zugrundeliegenden Mechanismen der mechanischen Verstärkung noch nicht vollständig bekannt. Um die Wirkmechanismen zu ergründen, ist eine Möglichkeit erforderlich vergleichbar und variabel die bedeutende Phasengrenze zwischen Partikel und Matrix einzustellen. So können die Auswirkungen der geänderten Grenzschicht mit den sich ergebenden mechanischen Eigenschaften in Korrelation gebracht werden. In dieser Arbeit wurde eine Methodik entwickelt und evaluiert, mit der eingestellt werden kann, welche chemischen funktionellen Gruppen an der Oberfläche der Nanopartikel vorliegen und mit der Umgebung wechselwirken. Im Vergleich zu bisherigen Strategien bietet diese Methode den Vorteil einer besonders hohen Vergleichbarkeit sowie Flexibilität in Bezug auf die chemische Beschaffenheit der NP-Oberfläche, durch die potentiell eine Vielzahl von Einflüssen untersucht und miteinander verglichen werden kann. Es wurden sowohl ZrO2- als auch Al2O3-Partikel mit unterschiedlichen chemischen Oberflächen zur Wechselwirkung mit der polymeren Matrix versehen und die Auswirkung einer kovalenten Anbindung der Partikel an die Matrix auf die resultierenden mechanischen Eigenschaften untersucht.