Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Weiteres

Login für Redakteure

Projekt IV

Kristallisationsverhalten und mechanische Eigenschaften von Green-Composites basierend auf Bio-Polyamid

Prof. Dr. Mario Beiner , Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, NatFak II, Institut für Chemie, FG Mikro- und Nanostrukturbasierte Polymerverbundwerkstoffe

Ziel des Projekts ist die Optimierung von faserverstärkten Hochleistungsverbundwerkstoffen auf Basis von Bio-Polyamid (PA-11) durch gezielte Einstellung des Kristallisationszustands der Polymermatrix. Der Einfluss von anwendungsrelevanten Temperaturprogrammen und der gewählten Faser-Matrix-Kombination auf die mechanischen Eigenschaften neuartiger biobasierter Hochleistungsverbundwerkstoffe für Leichtbauanwendungen wird systematisch untersucht.

Das vorgeschlagene Projekt soll sich der Untersuchung des Kristallisationsverhaltens von Bio-Polyamid (PA-11) in endlos- und langfaserverstärkten Hochleistungsverbundwerkstoffen für den Einsatz im Bereich des polymerbasierten Leichtbaus widmen. Als Fasern sollen dabei konventionelle Glasfasern, Celluloseregeneratfasern und holzbasierte Langfasern zum Einsatz kommen. Zentrales Ziel ist ein detailliertes Verständnis der Kristallisationskinetik und des kristallinen Zustands der Bio-Polyamid-Matrix in solchen Green-Composites. Darüber hinaus soll der Einfluss des Kristallisationszustands auf die mechanischen Eigenschaften entsprechender Komposite eingehend untersucht werden, um Struktur-Eigenschafts-Beziehungen aufzuklären, was eine Voraussetzung für eine effektive Optimierung entsprechender Hochleistungsverbundwerkstoffe darstellt. Als Referenzsysteme sollen entsprechende Hochleistungsverbundwerkstoffe mit klassischem PA6 als Matrix in die Untersuchungen einbezogen werden. Geplant sind insbesondere (i) Experimente zur Kristallisationskinetik mittels klassischer DSC und Fast-Scanning DSC, (ii) Röntgendiffraktometrie-Untersuchungen zur Analyse des teil-kristallinen Zustands der Polymermatrix nach verschiedenen anwendungsrelevanten Kristallisationsprogrammen, (iii) Strukturuntersuchungen mittels bildgebender Verfahren auf verschiedenen Längenskalen [optische Polarisationsmikroskopie (POM), Rasterelektronenmikroskopie (REM), Rasterkraftmikroskopie (AFM)] und (iv) mechanische Untersuchungen an unidirektional faserverstärkten Modellkompositen mittels Spannung-Dehnungs-Experimenten, Kriechversuchen mit zweidimensionaler Dehnfelderfassung und dynamisch-mechanischen Methoden. Der hier vorgestellte Projektvorschlag knüpft an geplante Aktivitäten zu biobasierten „UD-Tapes“ aus entsprechenden Ausgangsmaterialien am Fraunhofer PAZ in Schkopau (Prof. P. Michel / Prof. M. Bartke) an, die ebenfalls im Leistungszentrum realisiert werden sollen. Die im hier vorgeschlagenen Projekt erhaltenen Aussagen zu Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen bei entsprechenden Green-Composites sollen zu einer effizienten Optimierung des Eigenschaftsprofils daraus hergestellter Bauelemente für den polymeren Leichtbau beitragen.

MWWD|IB|EFRE

MWWD|IB|EFRE

MWWD|IB|EFRE

Zum Seitenanfang