Halogenfreie optische Polymerfasern auf der Basis von Copolymeren

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Die vorliegende Arbeit behandelt materialspezifische Herausforderungen bei der Erforschung optischer Polymerfasern für Mobilitätsanwendungen, mit einem Fokus auf Temperaturfestigkeit und Umweltverträglichkeit der eingesetzten Materialien. Die gesamte Prozesskette wird betrachtet, beginnend beim Monomer über chemische Analysen bis hin zur Herstellung und dem Technologiedemonstrator. Der Einsatz fluorierter Verbindungen wird aufgrund ihrer kritischen Herstellung und Zersetzungsprodukte vermieden. Es erfolgt eine Untersuchung der Verarbeitung und Charakterisierung von radikalisch polymerisierten Copolymeren. Die Modellierung der Polymerisationseigenschaften von 30 verschiedenen Verbindungen bietet Einblicke in deren Eignung für den späteren Prozess. Darauf basierend werden die azeotrop polymerisierenden Verbindungen poly(ST-co-IBMA) und poly(MMA-co-IBMA) ausgewählt, da sie geeignete Brechungsindices sowie thermische und Benetzungseigenschaften aufweisen. Aus diesen Materialien werden strukturierte Stäbe hergestellt und charakterisiert. Anlöseeffekte zwischen Kern- und Mantelmaterialien werden durch gezielte Vorpolymerisation reduziert. Die Stäbe werden in einem modifizierten Faserziehturm weiterverarbeitet, wobei ein thermischer Verjüngungsprozess zur Herstellung optischer Fasern eingesetzt wird. Der Prozess wird durch ein Thermografiesystem zur Temperaturmessung, Ziehkraftmessung zur Optimierung und verbesserte Abläufe erweitert