Elektrische Ladungstrennung während der Vernetzung von Duromeren (Costa Ribeiro Effekt)

Abstract An einem Epoxidharz–Amid‐System (Metallklebstoff) wurden während der Aushärtung einige Grundlagen eines elektrischen Effektes untersucht, der bisher an Polymeren unbekannt war. Eine anwendungstechnische Ausnutzung dieses Effektes wurde angedeutet. Die wahrscheinliche Grundlage des Effektes sind die in der Physik bekannten Erscheinungen Costa Ribeiro Effekt und Workman‐Reynolds Effekt. Die Grundlage beider Effekte ist eine Ladungstrennung an einer wandernden Phasenfront zwischen zwei Zustandsformen. Verläuft diese Phasenfront parallel und eben zu zwei Elektroden, so kann im äuβeren Stromkreis je nach Meβanordnung eine Spannung oder ein Strom gemessen werden. Nach einer Einführung in den experimentellen und theoretischen Erkenntnisstand, werden die Ergebnisse von elektrischen Messungen während der Vernetzung eines Epoxidharz–Amid‐Systems dargestellt. Dieses System ergibt bezüglich der Elektroden bei symmetrischer Temperaturführung sehr gut reproduzierbare Potentialkurven. Das notwendige Wandern einer Vernetzungsfront in einer Richtung wird durch ein Absinken der Härterkomponente vor dem Polyadditionsbeginn erreicht. Bei einer Aushärtetemperatur von 170°C ergeben sich Potentialmaxima von etwa 90 mV; bei 80°C beträgt das Maximum 15 mV. Ein Vergleich mit verschiedenen Meβmethoden zeigt, daβ das Maximum der Vernetzungspotentialkurven das Vernetzungsende anzeigt. Costa Ribeiro et al. stellten für Naphthalin und Wasser zwei thermodielektrische Gesetze auf. Es gelang, die Gültigkeit eines der Gesetze auch für das Epoxidharzsystem zu bestätigen. Ein exakter Nachweis der Gültigkeit des anderen Gesetzes war wegen der schwierigeren experimentellen Probleme nicht möglich. Der derzeitige Untersuchungsstand erlaubt es nur, einen Zusammenhang zu vermuten.