Fremdschichtverhalten nanostrukturierter superhydrophober Isolierstoffoberflächen unter simultanen elektrischen und klimatischen Beanspruchungen

Wu, Junliang (Author); Schnettler, Armin (Thesis advisor)

Aachen / Mainz (2009) [Doktorarbeit]

Seite(n): II, 110 S. : Ill., graph. Darst.

Kurzfassung

Polymere Isolierstoffe können einen deutlich ausgeprägten Selbstreinigungseffekt („Superhydrophobieeigenschaft“) erlangen, wenn auf ihrer Oberfläche eine bestimmte nanostrukturierte hydrophobe Schicht aufgebracht wird. Derartige Materialien sind für den Einsatz in der elektrischen Isoliertechnik interessant, da aufgrund der ausgeprägten Unbenetzbarkeit ein Abperlen von Wassertropfen und damit verbunden eine Entfernung sonstiger Fremdpartikel auftritt. Somit ist eine Verbesserung des Fremdschichtverhaltens unter elektrischer Beanspruchung zu erwarten. Die vorliegende Arbeit behandelt sowohl das Kurzzeit- als auch das Langzeitverhalten derart modifizierter, superhydrophober Isolierstoffoberflächen, die gleichzeitig elektrischen und klimatischen Belastungen ausgesetzt sind. Ausgehend von ihren Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Betriebsmitteln ist es dabei besonders wichtig, die auftretenden Schädigungsmechanismen unter Freiluft- und erschwerten Innenraumbedingungen genau zu kennen, abhängig von den Alterungsfaktoren, die in ihrer separaten oder komplexen Wirkung betrachtet werden müssen. Einen weiteren Schwerpunkt stellt die Implementierung geeigneter Belastungs- und Diagnoseverfahren dar. Zur Untersuchung des Alterungsverhaltens von superhydrophoben polymeren Isolierstoffoberflächen unter den kritischen Betriebsbedingungen werden im Rahmen dieser Arbeit verschiedene Prüfverfahren, wie Kaltnebeltest, modifizierter Rad-Tauchtest und Betauungstest an entsprechenden Modellprüfkörpern durchgeführt. Hierbei werden Multi-Stress-Belastungen, d.h. eine Kombination aus Feuchtigkeit und elektrischen Feldern, nachgebildet, ohne die realen Alterungsmechanismen zu verändern. Im Anschluss daran werden die gewonnenen Messergebnisse ausgewertet und diskutiert, um eine integrale Aussage über das Verhalten nanostrukturierter superhydrophober Isolierstoffoberflächen zu treffen. Basierend auf den bisherigen Erkenntnissen gewinnen die Superhydrophobieeigenschaft und deren Beständigkeit insbesondere bei der Einschätzung der Lebensdauer der betroffenen Materialien an Bedeutung. Die Prüfkörperoberflächen, die mit Hilfe von beschleunigten Prüfverfahren gealtert wurden, sind unter Berücksichtigung der Veränderung des Oberflächenzustands zu charakterisieren. Dazu sollen die Oberflächenanalysen wichtige Informationen über die Veränderungen der Oberflächenstruktur liefern. Darüber hinaus wird in der Arbeit das entstehende phänomenologische Modell zur Beschreibung des Alterungsvorgangs der modifizierten superhydrophoben polymeren Oberflächen erweitert.

Identifikationsnummern

  • URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-26872
  • REPORT NUMBER: RWTH-CONV-120975