@phdthesis{Steffen2015, author = {Steffen, Sebastian}, title = {Neue intrinsisch flammfeste, halogenfreie unges{\"a}ttigte Polyesterharze}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-34792}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2015}, abstract = {Brandschutz ist eine der zentralen Herausforderungen im Verkehrswesen. Besonders f{\"u}r Schienenfahrzeuge definiert die Norm DIN EN 45545 h{\"o}chste Anforderungen an die verwendeten Werkstoffe. Unges{\"a}ttigte Polyesterharze (UP-Harze) stellen eine der mengenm{\"a}ßig am h{\"a}ufigsten eingesetzte Materialklasse f{\"u}r Schienenfahrzeuge dar, besitzen jedoch nur eine geringe Brandfestigkeit. Heutige flammfeste UP-Harze enthalten in der Regel sehr hohe Anteile an Aluminiumhydroxid oder enthalten halogenierte Flammschutzmittel, um die Anforderungen bez{\"u}glich der Brandfestigkeit zu erf{\"u}llen. In Bezug zur neuen DIN EN 45545 reicht dies jedoch nicht mehr aus. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden daher phosphorhaltige Monomere als Rohstoffe f{\"u}r UP-Harze und organisch/anorganische Hybridharze aus Polysilazanen und UP-Harzen untersucht. Es wurden drei phosphorhaltige Monomere (eine S{\"a}urekomponente und zwei Diolkomponenten) festgelegt, die in Kombination mit Standardrohstoffen eingesetzt werden sollten. Als S{\"a}urekomponente wurde Vinylphosphons{\"a}ure verwendet. Diese S{\"a}ure zeigte jedoch nur mangelhafte Kondensationseigenschaften und f{\"u}hrte zu UP-Harzen mit schlechten Verarbeitungseigenschaften, Glas{\"u}bergangstemperaturen und Brandfestigkeiten. Als phosphorhaltige Diole wurden Derivate des 9,10-Dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthren-10-oxids (DOPO) und Isobutylbis-(3-hydroxypropyl) phosphinoxid untersucht. Beide Monomere wurden in Bezug auf die Kondensations-, Verarbeitungs- (Handlaminierverfahren) und Materialeigenschaften bewertet. Die erhaltenen UP-Harze auf Basis dieser Komponenten zeigten sehr gute Werkstoffeigenschaften, besonders bei Kombination beider Komponenten. Um die Anforderungen der DIN EN 45545 zu erf{\"u}llen, war jedoch die Zugabe von ATH als zus{\"a}tzliches Flammschutzmittel erforderlich. Im Rahmen dieser Arbeiten konnten vier Formulierungen identifiziert und entwickelt werden, die der h{\"o}chsten Anforderung in Bezug auf den MAHRE-Wert (Maximalwert der durchschnittlichen mittleren W{\"a}rmefreisetzung) aus der DIN EN 45545 gerecht werden und gleichzeitig einfacher verarbeitet werden k{\"o}nnen als heutige kommerzielle Formulierungen. Durch die Kombination von UP-Harzen mit Polysilazanen zu Hybridharzen sollte ebenfalls die Brandfestigkeit durch die Bildung einer keramischen Schicht erh{\"o}ht werden. Da Polysilazane mit den Endgruppen (insbesondere mit den S{\"a}uregruppen) der UP reagieren, war es erforderlich, die UP-Harze mittels Endgruppenverschlusses zu modifizieren. Um zufriedenstellende Werkstoffeigenschaften zu erreichen, wurden insbesondere vernetzbare Reagenzien f{\"u}r den Endgruppenverschluss eingesetzt. Die eingebrachten Polysilazane f{\"u}hrten zu einem deutlich erh{\"o}hten Brandr{\"u}ckstand (keramische Abbauprodukte), einer geringeren Rauchentwicklung und einer geringeren Gesamtw{\"a}rmefreisetzung als bei Standard-UP-Harzen. Besonders die hohe Festigkeit des Brandr{\"u}ckstands ist f{\"u}r zahlreiche Anwendungen, insbesondere bei tragenden Konstruktionen, interessant.}, subject = {Unges{\"a}ttigte Polyesterharze; Flammfestigkeit; Schienenfahrzeuge; DIN EN 45545; Unsaturated polyester; Fire retardancy; Railway vehicle; DIN EN 45545; Schienenfahrzeug; Unges{\"a}ttigtes Polyesterharz; Brandschutz; Materialkunde}, language = {de} }