Untersuchungen zum Mischungsverhalten von flüssigkristallinen Polyurethanen mit herkömmlichen Polyurethanen und mit Vinylchloridpolymeren

Research on the properties of blends of liquid crystalline polyurethanes with common polyurethanes and with vinyl chloride polymers

  • In der vorliegenden Arbeit wurden Mischungs- und Phasenverhalten sowie die mechanischen Eigenschaften von Mischungen von nichtsegmentierten (LCPU) und segmentierten (SLCPU) flüssigkristallinen Polyurethanen mit herkömmlichen Polyurethanen und mit Vinylchloridpolymeren untersucht. Als mesogene Komponente im flüssigkristallinen Polyurethan wurde 4,4’-Bis(w-hydroxyhexoxy)biphenyl eingesetzt, als Diisocyanat 2,4-Toluylendiisocyanat (TDI) sowie in den Mischungen mit den Vinylchloridpolymeren auch 4,4In der vorliegenden Arbeit wurden Mischungs- und Phasenverhalten sowie die mechanischen Eigenschaften von Mischungen von nichtsegmentierten (LCPU) und segmentierten (SLCPU) flüssigkristallinen Polyurethanen mit herkömmlichen Polyurethanen und mit Vinylchloridpolymeren untersucht. Als mesogene Komponente im flüssigkristallinen Polyurethan wurde 4,4’-Bis(w-hydroxyhexoxy)biphenyl eingesetzt, als Diisocyanat 2,4-Toluylendiisocyanat (TDI) sowie in den Mischungen mit den Vinylchloridpolymeren auch 4,4’-Diphenylmethandiisocyanat (MDI). Die segmentierten flüssigkristallinen Polyurethane enthielten Weichsegmente aus Polybutylenadipat. Nach der Herstellung über die Lösung wurde keine Mischbarkeit des LCPU bzw. des Hartsegments des SLCPU mit den herkömmlichen Polymeren beobachtet. Nach Erhitzen der Mischungen über die Kristallitschmelzpunkte und raschem Abkühlen kam es jedoch zu partieller Mischbarkeit mit herkömmlichen MDI-Polyurethanen mit kurzem Weichsegment (Mn = 600 g/mol). In den Mischungen des LCPU mit Vinylchloridpolymeren zeigte sich nach Erhitzen und raschem Abkühlen ein überproportional hoher Anteil an LC-Glas-Phase. Kurze (Mn = 600 g/mol) Weichsegmente der SLCPU sind mit den Vinylchloridpolymeren partiell mischbar, längere vollständig. Auch mit Weichsegmenten herkömmlicher MDI-Polyurethane sind die SLCPU-Weichsegmente vollständig mischbar, mit den herkömmlichen TDI-Polyurethane nur, wenn das herkömmliche TDI-Polyurethan weniger Urethan- als Estergruppen enthält. Schon geringe Anteile von LCPU führen zu einer erhöhten Sprödigkeit der Mischungen. Hingegen kommt es in den Mischungen eines SLCPU mit TDI-Polyurethanen zu einer Erhöhung der Zugfestigkeit, in den Mischungen mit MDI-Polyurethanen zu einer Erhöhung der Reißdehnung.show moreshow less
  • In this work the miscibility, phase behaviour and mechanical properties of blends of nonsegmented (LCPU) and segmented (SLCPU) liquid crystalline polyurethanes with conventional polyurethanes and vinyl chloride polymers were studied. The mesogenic component of the liquid crystalline polyurethanes was 4,4‘-bis(6-hydroxyhexoxy) biphenyl, the diisocyanate 2,4-tolylene diisocyanate (TDI) and in the blends with vinyl chloride polymers also 4,4’-diphenyl methane diisocyanate (MDI). The soft segments wIn this work the miscibility, phase behaviour and mechanical properties of blends of nonsegmented (LCPU) and segmented (SLCPU) liquid crystalline polyurethanes with conventional polyurethanes and vinyl chloride polymers were studied. The mesogenic component of the liquid crystalline polyurethanes was 4,4‘-bis(6-hydroxyhexoxy) biphenyl, the diisocyanate 2,4-tolylene diisocyanate (TDI) and in the blends with vinyl chloride polymers also 4,4’-diphenyl methane diisocyanate (MDI). The soft segments were composed of poly(butylene adipates). After solution blending no miscibility of the LCPU or the SLCPU hard segment with the common polymers was observed. However, when the blend was heated above the crystallite melting temperature and cooled down rapidly partial miscibility with short (Mn = 600 g/mol) soft segments of conventional MDI polyurethanes was observed. Blends of LCPU and vinyl chloride polymers showed a disproportionately high portion of liquid crystal glass phase . Short (Mn = 600 g/mol) soft segments of the SLCPUs are partially miscible with vinyl chloride polymers, longer soft segments are completely miscible. The SLCPU soft segment is also completely miscible with the soft segments of the MDI polyurethanes. Complete miscibility with the conventional TDI polyurethanes can only be accomplished when the conventional polyurethane contains less urethane than ester groups. Even small portions of LCPU in the blends lead to an increase of brittleness. Blends of SLCPU with TDI polyurethanes, however, show a higher than proportional increase of tensile strength, blends with MDI polyurethanes a higher than proportional increase of elongation at break.show moreshow less

Download full text files

Export metadata

  • Export Bibtex
  • Export RIS

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar
Metadaten
Author: Raimund Dany
URN:urn:nbn:de:kobv:83-opus-14538
Advisor:Prof. Dr. Georg Hinrichsen
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2007/01/05
Publishing Institution:Technische Universität Berlin
Granting Institution:Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Date of final exam:2006/06/12
Release Date:2007/01/05
Tag:Fluessigkristallpolymere; Polymermischung; Polyurethane
liquid crystalline polymers; polymer blends; polyurethanes
Institutes:Fakultät III - Prozesswissenschaften -ohne Zuordnung zu einem Institut-
Dewey Decimal Classification:500 Naturwissenschaften und Mathematik
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht mit Print on Demand (u.a. für Dissertationen empfohlen)