Die Herstellung und Charakterisierung photopolymerisierbarer Opaquer mit verbesserter Adhäsion zur Metalloberfläche als Ziel dieser Arbeit wurde durch Integration von Methacryloxypropyltrimethoxysilan als Haftvermittlers in den Opaquer angestrebt. Der synthetisierte Opaquer mit einem Bis-GMA/TEGDMA-Verhältnis von 90:10 zeigte auf Grund seiner Zusammensetzung die besten Verarbeitungseigenschaften und weist nach Kochen der Klebungen für 24h die besten Haftwerte mit einer verbleibenden Haftfestigkeit von 94,7% auf. Nach Oberflächenbehandlung mit tribochemischer TiO2-Beschichtung zeigen die Probenkörper in allen Versuchen eine bessere Haftfestigkeit gegenüber der Vorbehandlung mit Korund. Im Rocatec-Verfahren, welches für Vergleichszwecke untersucht wurde, erreichte der Opaquer mit einem Bis-GMA/TEGDMA-Verhältnis von 90:10 mit direkt aufgetragenem Haftvermittler Initialwerte von 20,1 MPa, fiel aber nach Temperaturwechselbelastung von 15.000 Zyklen unter die definierte Grenze von 8 MPa ab. Die Integration von 5% Silan als Haftvermittler in den ausgewählten Opaquer mit einem Bis-GMA/TEGDMA-Verhältnis von 90:10 zeigt die höchsten Haftwerte (19,7 MPa) auf Degunorm nach Vorbehandlung mit tribochemischer TiO2-Beschichtung. Eine Erhöhung des Silan-Anteils im Opaquer liefert keine besseren Haftfestigkeitswerte. Das direkte Auftragen von Silan als Haftvermittler verbessert die Haftwerte um durchschnittlich 60,8% nach Oberflächenbehandlung mit tribochemischer TiO2-Beschichtung. Entgegen bisherigen Veröffentlichungen liegen in dieser Studie die Haftwerte der Prüfkörper auf Degunorm durchschnittlich um 24,3% höher als die auf NEM Biosil. Bei der Charakterisierung des Opaquers mit einem Bis-GMA/TEGDMA-Verhältnis von 90:10 zeigt die Vickershärte 216 HV, der Zusatz von Haftvermittler Silan ergibt keine Verbesserung der Vickershärte. Beim Polymerisationsgrad hingegen bewirkt der Zusatz von 20% Silan als Haftvermittler eine Steigerung von 60,6% (Opaquer 90:10) auf 83,5%. Der Zusatz von Haftvermittler liefert in den Biegeversuchen keine Verbesserung gegenüber dem initialen Wert von 118,7 MPa. Abschließend lässt sich sagen, dass eine langfristige Gewährleistung für die Haltbarkeit des Klebeverbundes mit den selbst synthetisierten Opaquern mit den Ergebnissen aus dieser Studie nicht gegeben werden kann. / Aim of this study is the production and characterization of light curing Opaquers with enhanced adhesion to metal surface through integration of methacryloxypropyltrimethoxysilane (silane) as coupling agent. The self synthesized Opaquer with Bis-GMA/TEGDMA ratio of 90:10 showed the best processing properties based on its components. After Thermocycling for 24h it showed the best bond strengths at 94,7%. Compared to pretreatment with Korund test samples showed higher bond strengths in all trials after surface treatment with tribochemical TiO2-coating. Using the Rocatec technique, which was used as control treatment, Opaquer with Bis-GMA/TEGDMA ratio of 90:10 and direct applicated coupling agent showed initial values of 21,1 MPa but after 15.000 thermocycles values declined below a defined cut at 8 MPa. When 5% silane was integrated into Opaquer with Bis-GMA/TEGDMA ratio of 90:10 the highest adhesion values (19,7MPa) were seen on Degunorm with tribochemical TiO2 pretreatment. A rise in the silane proportion in the Opaquer does not lead to improved bond strength values. Direct application of silane as coupling agent increases bond strength values on an average of 60,8% after surface conditioning due TiO2-coating. In opposition to previous publications this trial shows 24,3% higher bond strength values of specimens on Degunorm versus samples on base metal Biosil. Opaquer with Bis-GMA/TEGDMA ratio of 90:10 shows Vickers hardness of 216 HV. Addition of silan as coupling agent does not show enhanced Vickers hardness. Addition of 20% silane leads to a rise in degree of polymerization from 60,6% (Opaquer 90:10) to 83,5%. Three point bending test did not show enhanced values after addition of coupling agent compared to initial value of 118,7MPa. In the long run the metal-composite-resin stability of self synthesized Opaquers cannot be guaranteed by outcomes of this study.

Zugl.: Giessen, Univ., Diss., 2009

Techn. Hochsch., Diss.--Aachen, 2007.

Techn. Hochsch., Diss., 2001--Aachen.

Universiẗat, Diss., 2001--Bielefeld.

Techn. Hochsch., Diss., 2003--Aachen.

Der Adhäsionsprozess an Cellulosefasern sollte bis hin zur molekularen Ebene aufgeklärt werden. Zuerst wurde eine definierte Celluloseoberfläche durch Aufschleudern hergestellt und eingehend charakterisiert wurde. Die Beschaffenheit der Oberfläche ist stark abhängig von der Konzentration Celluloselösung, die für das Aufschleudern benutzt wurde. Für geringe Konzentrationen bildete sich ein Netzwerk von Cellulosefibrillen über die Siliziumoberfläche aus. In einem mittleren Bereich wurden geschlossene Filme mit Dicken zwischen 1,5 und ca. 10 nm erhalten. Diese Filme wiesen eine Rauhigkeit unter 2 nm auf, was der Größe eines Cellulosemoleküls entspräche. Mit höheren Konzentrationen wurden die Filme dicker und auch rauer. <br><br> Die molekular glatten Cellulosefilme wurden zur Untersuchung der Adhäsionseigenschaften zwischen Celluloseoberflächen und ihrer Modifikation durch den Einfluss von Haftvermittlern (Polyelektrolyte) eingesetzt. Dafür wurde das Haftungsvermögen von Celluloseperlen auf der glatten Celluloseoberfläche analysiert. Die Adhäsion der Celluloseperlen hängt dabei von der Menge und von der Art des adsorbierten Polyelektrolyts ab. Geringe Polyelektrolytkonzentrationen ermöglichen wegen der teilweisen Bedeckung der Celluloseoberflächen eine Verstärkung der Haftvermittlung (Adhäsion). Höhere Konzentrationen an Polyelektrolyten bedecken die Celluloseoberfläche komplett, so dass die Symmetrie der Polyelektrolytadsorption entscheidend wird. Wenn Celluloseperlen und glatte Celluloseoberfläche gleichzeitig mit Polyelektrolyten beschichtet werden verringert sich bei hohen Konzentrationen die Adhäsion erheblich. Ein hohes Maß an Adhäsion wird dagegen erreicht, wenn nur eine der beiden gegenüberliegende Celluloseoberflächen separat beschichtet und dann in Kontakt mit der anderen gebracht Oberfläche wurde. <br><br> Der Einfluss einer äußeren Kraft auf die haftenden Celluloseperlen wurde untersucht, um eine Aussage über die auftretenden Adhäsionskräfte machen zu können. Dafür wurde eine spezielle Strömungszelle entwickelt, mit der die Bewegung von Celluloseperlen beobachtet werden kann. Je nach Ausrichtung der Strömungszelle bewegten sich die Celluloseperlen unterschiedlich schnell. War die Strömungszelle horizontal ausgerichtet, wirkte zusätzlich zur Adhäsionskraft noch die Gravitation auf die Oberfläche, so dass hier eine wesentlich langsamere Durchschnittsgeschwindigkeit ermittelt wurde als für die Messungen in vertikaler Ausrichtung. <br><br> Die Zugabe von verschiedenen Polyelektrolyten bei den Messungen mit der Strömungszelle hatte einen erheblichen Einfluss auf die Beweglichkeit der haftenden Celluloseperlen. Bei geringen Polyelektrolytkonzentrationen wurde das Potential der einzelnen Polyelektrolyten zur effektiven Haftvermittlung durch eine signifikant geringere Durchschnittsgeschwindigkeit der rollenden Celluloseperlen sichtbar. Aus der kritischen Anfangsgeschwindigkeit der rollenden Celluloseperlen wurde die Adhäsionsarbeit errechnet, die für die Bewegung nötig ist. / The process of adhesion of cellulose fibres should be revealed down to a molecular level. Therefore, a well defined cellulose surface was prepared and then characterized. Cellulose was deposited on silicon wafer surfaces via spin coating from a solution of cellulose in dimethylacetamide (including 7% (w/w) lithium chloride). The resulting cellulose layers were analyzed by ellipsometry, AFM, FTIR, ICP-MS, x-ray reflectivity, and contact angle measurements. The texture of the prepared cellulose surfaces depends strongly on the used cellulose solution for spin coating process. For cellulose concentrations below 0.07wt% the wafer surfaces are covered with a network of cellulose fibrils. For concentrations between 0.07 and 0.5 wt%, closed films with thicknesses between 1.5 and ca. 10 nm are obtained. These films are molecularly smooth (rms roughness < 2nm). Higher concentrations result in thicker films with significantly rougher surfaces (rms roughness >2nm). The cellulose layers were used to investigate cellulose/cellulose adhesion and their modification by polyelectrolytes. To this end the sticking behavior of cellulose beads was analyzed. It is demonstrated that the adhesion of the beads depends on the type, amount, and adsorption symmetry of adsorbed polyelectrolyte. Low, incomplete polyelectrolyte coverage always enhances adhesion, whereas for high coverage the symmetry of the polyelectrolyte coating is very important. In this case, adhesion is enhanced if only one surface is covered with polyelectrolyte prior to contact. If both surfaces were fully covered with polyelectrolytes before contact adhesion is decreased. Flexible and cationic polyelectrolytes are the most potent candidates for this usage. <br><br> The influence of an external force on the adhered cellulose beads was investigated to extimate the occurring adhesion forces. A special flow chamber was developed, in order to track the movements of cellulose beads rolling over a flat cellulose film. A constant water stream was applied as external force. The alignment of the flow chamber in reference to lab floor has an considerable influence on the speed of the rolling cellulose beads. If the flow chamber was aligned in the horizontal position, then gravity acts in addition to the adhesion force onto the surface. Thus, here were measured a substantial lower average speed of cellolude beads as it was measured for the vertical alignment of the flow chamber. The influence of gravity on the rolling friction of the cellulose beads could be prooved by modelling the rolling friction to HERTZ’s law and by evaluating statistically the movement vectors of the cellulose beads. As an another result of this findings one can estimate the occurring adhesion forces and energies. <br><br> The addition of different polyelectrolytes to the water stream used in measurements with the flow chamber had a substantial influence on the mobility of adhered cellulose beads. At high concentrations of polyelectrolyte sticked so many beads at the cellulose surface, that it was not possible to interpret the data reasonable. Low concentrations enables the potential of the invidual polyelectrolyte to be a effictive binding agent. Here, a significant lower average speed of cellulose beads rolling over a cellulose surface was observed by all used polyelectrolytes but most by a flexible and cationic one.

Zugl.: Bayreuth, Universiẗat, Diss., 2009.

Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 2003. / Print-Ausg. bei Shaker, Aachen erschienen.

Techn. Hochsch., Diss., 2002--Aachen.