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Dissertation angenommen durch: Universität Duisburg-Essen, Campus
Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie,
2004-03-10
BetreuerIn: Prof. Dr. rer. nat. Alfred Golloch , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie
GutachterIn: Prof. Dr. rer. nat. Alfred Golloch , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie GutachterIn: Priv.-Doz. Dr. rer. nat. Evelin Denkhaus , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie
Schlüsselwörter in Deutsch: Polyvinylchlorid, Thermische
Dehydrochlorierung, Vernetzungsreaktionen, Polyene, Entflammbarkeit,
Thermogravimetrie, Kinetisches Modell, Fragmentierung, Elementbilanz,
Rasterelektronenmikroskopie
Schlüsselwörter in Englisch: poly(vinyl chloride), thermal
dehydrochlorination, cross-linking, polyenes, flammability,
thermogravimetry, kinetic model, fragmentation, element balance,
scanning electron microscopy
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Abstrakt in Deutsch
Im Rahmen dieser Arbeit wird untersucht, ob es einen Einfluss von
Zinksulfid (ZnS) und anderen anorganischen Substanzen (Sb2O3, Sb2S3,
Sn, Zn) auf die Vernetzungsreaktionen von konjugierten
Doppelbindungssequenzen gibt, die als Konsequenz der thermischen
Dehydrochlorierung von Polyvinylchlorid (PVC) entstehen. Die
Entflammbarkeit von PVC würde durch die damit unterdrückten
Fragmentierungsreaktionen vermindert werden. In dieser Arbeit werden
Stoffbilanzen von additivhaltigen Proben untersucht sowie
thermogravimetrische Untersuchungen herangezogen. Nach qualitativen
Betrachtungen wird ein kinetisches Modell der
Dehydrochlorierungsreaktionen mit einer multivariaten nichtlinearen
Regressionsanalyse von thermogravimetrischen Daten erstellt. Zudem
werden durch geeignete Beobachtungsverfahren (visuelle
Videoüberwachung, Infrarotspektroskopie, Rasterelektronenmikroskopie)
die Veränderungen der Proben bei thermischer Beanspruchung unter Argon
und unter Sauerstoffzutritt verfolgt. Es kann gezeigt werden, dass
durch einige Zusätze die Vernetzungsreaktionen verstärkt werden.
Abstrakt in Englisch
The context of this work examines the influence of zinc sulfide (ZnS)
and other inorganic substances (Sb2O3, Sb2S3, Sn, Zn ) on the
cross-linking reactions of the conjugated double bond sequences, which
are generated as a consequence of thermal dehydrochlorination reactions
of poly(vinyl chloride) (PVC). With increasing cross-linking grade, the
flammability of the corresponding PVC would be decreased, due to the
suppression of fragmentation reactions. In this work element balances
of thermal degrading PVC samples with inorganic additives are analyzed,
as well as thermogravimetric investigations are consulted. Apart from
qualitative views a kinetic model of the dehydrochlorination reactions
is developed, using multivariate nonlinear regression analysis of
thermogravimetric data. The changes in the thermally stressed polymer
samples under argon and under oxygen admission are observed using
different analytic techniques (visual video monitoring, infrared
spectrometry, and scanning electron microscopy). It can be shown that
during the thermal degradation of PVC the cross-linking reactions can
be increased by several inorganic additives.
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