Titelaufnahme

In der vorliegenden Arbeit wurde die Auswirkung der Modifikation der Grenzfläche eines Nanokomposites aus Polyamidimid und exfolierten Montmorillonite auf die thermischen, mechanischen und dielektrischen Eigenschaften untersucht. Zunächst wurde untersucht, wie Nanokomposite aus Polyamidimid und vollständig exfolierten Montmorillonit hergestellt werden können. Mit der in situ Polymerisation konnte neben der solvent casting Methode ein neuer Ansatz zur Herstellung vollständig exfolierter PAI-MMT-Nanokomposite entwickelt werden. In dem zweiten Teil der Arbeit lag der Fokus auf der Modifikation von MMT-Oberflächen mit Aminosilan. Die Aminogruppe ermöglichte durch eine Ringöffnungsreaktion und der Bildung einer Amidverknüpfung das MMT kovalent an die Polymermatrix zu binden. Im dritten Teil wurde untersucht, wie sich diese Modifikationen auf die mechanischen, thermomechanischen und dielektrischen Eigenschaften auswirkten. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass sich die Eigenschaften durch die Grenzflächenmodifikation der Nanokomposite signifikant ändern. Dies zeigte sich in einem höheren E-Modul, Hitzebeständigkeit, Glasübergangstemperatur und dielektrischen Durchschlagsfestigkeit. Durch FIB-REM-Analysen wurde dieser Effekte einer veränderten internen Struktur der Nanokomposite zugeordnet. Abschließend wurde ein Modell der resultierenden Kompostitmorphologie postuliert, bei dem einzelne Polymerketten in der Lage sind mehrere MMT-Partikel zu einem Netzwerk zu verbinden.

In the present thesis, the effect of interphase modification at nanocomposites of polyamide-imide and complete exfoliated montmorillonite on thermal, mechanical and dielectric properties was investigated. First, the focus was set on how nanocomposites of polyamide-imide and montmorillonite with completely exfoliated states of particles can be achieved. With in situ polymerization, a novel approach towards exfoliated PAI-MMT-nanocomposites was developed and compared to the solvent casting method. The second part of this study focused on the modification of MMT-surfaces with aminosilane in order to provide an amino group which is able to graft MMT covalently to the polymer matrix to enable the grafting reaction via imide ring opening reaction under formation of an amide link. The third part dealt with the question, how this affects the performance of PAI in terms of mechanical, thermomechanical and dielectrical properties via covalently bonded exfoliated PAI-MMT-nanocomposites. In summary it can be said that the interface-modified nanocomposite showed significantly changes with a higher modulus, heat resistance, glass transition temperature and dielectric breakdown strength. Morphological investigations via FIB/SEM-analyses revealed that these effects originate from changes in the internal structure of the nanocomposite. Concluding, a model of the resulting composite-morphology was suggested where single polymer chains are able to crosslink several montmorillonite particles.