Diplomarbeit

Einleitung

Meine Diplomarbeit befaßt sich mit der kontinuierlichen Oberflächenbehandlung von Kohlenstoffasern mit einem Ozon/Sauerstoff-Gemisch. Dazu wurde die Abhängigkeit der Konzentration der durch die Ozonbehandlung entstandenen funktionellen Gruppen auf der Kohlenstoffaser als Funktion der Behandlungsdauer untersucht. Weitere Versuche sollten klären, ob und welche Einflüsse der Zusatz von Wasserdampf zum Sauerstoff/Ozon-Reaktionsgemisch und die Vorbehandlung der Kohlenstoffaser mit Sauerstoff bzw. Sauerstoffatomen hat.

Es konnte gezeigt werden, daß die spezifische Oberfläche der ozonbehandelten Kohlenstoffasern und die Konzentration der funktionellen Gruppen auf der Kohlenstoffaser mit steigender Behandlungsdauer stark zunehmen. Eine Sättigung der Oberfläche mit funktionellen Gruppen tritt nach etwa 60 s auf. Die mechanischen Eigenschaften der oberflächenbehandelten Fasern wurden entsprechend verschlechtert.

Eine Oberflächenbehandlung mit feuchtem Ozon führte zwar ebenfalls zu einer großen Steigerung der Konzentration von funktionellen Gruppen, aber die mechanischen Eigenschaften der so behandelten Fasern verschlechterten sich stärker als die entsprechenden Eigenschaften der mit trockenem Ozon behandelten Fasern, so daß bei weiteren Versuchsreihen auf den Einsatz von Wasser bei der Ozonbehandlung verzichtet wurde.

Es konnte weiterhin gezeigt werden, daß eine Vorbehandlung der Fasern bei einer Temperatur von etwa 300°C nötig ist, um mit einem Sauerstoff- bzw. Ozon/Sauerstoff-Gemisch befriedigende Ergebnisse in bezug auf die Erhöhung der Konzentration von funktionellen Gruppen auf der Faser zu erreichen. Zu diesem Problem sind allerdings noch weitere Untersuchungen erforderlich, insbesondere über die Rolle der Vorbehandlung und der dabei möglichen Aktivierung der Fasern.