Der entscheidende technologische Vorteil von Thermoplastischen Elastomeren (TPE) gegenüber vernetzten Elastomeren besteht darin, dass TPE entropieelastische Eigenschaften aufweisen, aber nicht irreversibel chemisch vernetzt sind. TPE können immer wieder thermoplastisch umgeformt werden. Aus diesen chemischen Aufbau resultiert auch, dass soe thermisch und dynamisch weniger belastbar sind als „klassische“ Gummierzeugnisse. Vor allem weisen sie eine relativ hohe bleibende Verformung unter Druck (Druckverformungsrest) sowie eine deutlich höhere Kriechneigung bei lang anhaltender oder dynamischer Belastung auf.
Ziel dieses Projektes war es, TPE so zu modifizieren, dass sie sich im Rückstellverhalten und der dynamischen Belastbarkeit deutlich von konventionellen TPE abheben. Der Ansatz dafür war die Optimierung der TPE mit kurzen Fasern. Durch eine solche Modifizierung konnten in Voruntersuchungen mit Elastomeren erhebliche Veränderungen im viskosen, mechanischen und thermischen Verhalten erzielt werden. Um die vielversprechenden Vorteile der Fasermodifizierung für TPE auszunutzen, wurden im Projekt technisch umsetzbare Lösungen gefunden, textilen Kurzschnitt gleichmäßig zu verteilen und die Fasern zu vereinzeln. Zudem wurde die Haftung zwischen der textilen Faser und der TPE-Matrix optimiert.Zur Erreichung der genannten Projektziele wurden umfangreiche Verarbeitungs- und Formulierungsarbeiten durchgeführt und dargestellt. Ein Statistischer Versuchsplan für die Zweischneckenextrusion wurde erstellt, bearbeitet und ausgewertet. Es wurden Rezepturen und Verfahrensparameter erarbeitet und dargestellt, welche eine aussichtsreiche Herstellung und Industrialisierung eines fasermodifizierten TPS erlauben, welches deutliche Vorteile beim Druckverformungsrest unter hohen Temperaturen.
Aktualisiert: 2022-12-08
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Ziel dieser Arbeit war die Herstellung und Untersuchung von keramischen, faserverstärkten (C/C-SiC) Verbundwerkstoffen. Diese wurden durch das Verfahren der Flüssigsilizierung hergestellt. Als Ausgangsmaterialien wurden unter anderem eine gängige Kombination aus Carbonfasern (CFn) als Verstärkungsfasern sowie Phenol-Formaldehyd-Harze als Matrixsysteme gewählt. Für eine bessere Anbindung der CFn an die Matrix wurden die kommerziellen CFn durch verschiedene Faservorbehandlungen wie eine thermische Oxidation, eine nasschemische bzw. elektrochemische Aktivierung oder eine Plasmabehandlung und eine Neubeschichtung zuerst oberflächenaktiviert. Die hergestellten C/C-SiC-Verbundwerkstoffe wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) und mechanischer Prüfung untersucht. Eine Korrelation zeigte den Einfluss der Morphologie und der Prozessparameter auf die mechanischen Eigenschaften der C/C-SiC Verbundwerkstoffe.
Ferner wurden für die Herstellung von C/C-SiC-Verbundwerkstoffen erstmals ausschließlich cellulosische Ausgangsmaterialen verwendet. Dadurch wurden nicht nur neuartige C/C-SiC-Verbundwerkstoffe auf Basis reiner Cellulose entwickelt und analysiert, sondern aufgrund der eingesetzten preisgünstigen, nachwachsenden Rohstoffe ebenfalls Prozessschritte und -kosten eingespart.
Aktualisiert: 2021-09-02
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