Dieses Forschungsvorhaben beschäftigte sich mit der Entwicklung von innovativen, selbstschmierenden Verbundwerkstoffen durch den Einsatz Schmierstoff-gefüllter Mikrokapseln in thermoplastischen Kunststoffen. Neben der Herstellung von diversen Schmierstoff-gefüllten Mikrokapseln mit Kapsel-wandmaterialien aus Melaminharz, Gelatine/Gummi arabicum sowie Polyurethan/Polyharnstoff wurde erstmals deren zerstörungsfreie Einarbeitung in anwendungsrelevante thermoplastische Kunststoffmatrizen untersucht. Durch systematische Variationen an den Kapseleigenschaften und Verfahrensparametern wurden die Verbundwerkstoffe gezielt optimiert. Umfangreiche tribologische Analysen zeigten, dass bei passender Wahl an Kapselwand und Schmierstoff eine deutliche Minimierung von Reibung und Verschleiß erzielt werden konnte. Insgesamt lieferte das Projekt vielversprechende Erkenntnisse für die Einsatzfähigkeit und Effektivität dieser innovativen Schmierungsart in tribologisch beanspruchten Bauteilen.
Aktualisiert: 2021-04-15
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Auch wenn Strukturklebstoffe wie Epoxidharze zahlreiche Vorteile aufweisen, limitieren die Anfälligkeit für spontanes Versagen und unzureichende Möglichkeiten der Qualitätssicherung ihre Anwendung in sicherheitsrelevanten Bereichen.
Diese Defizite führten zu dem Versuch, den Risswiderstand des Klebstoffes zu erhöhen, ohne dabei die strukturellen Eigenschaften der Klebstoffmatrix maßgeblich zu beeinflussen. Diese als "Zähmodifizerung“ bezeichnete Methode kann durch eine zweite Phase, beispielsweise in Form von Kautschuk- oder Glaspartikeln, realisiert werden. Über die so erzielte Schadenstoleranz hinausgehend ist der Nachweis von sicherheitsrelevanten Defekten in einem frühen Stadium des Schädigungsprozesses essentiell. Dieser ist aber über etablierte zerstörungsfreie Prüfverfahren kaum umzusetzen.
Mikroverkapselte Farbstoffsysteme können dieses Defizit beheben, indem sie im ausgehärteten Klebstoff in Folge einer Kapselöffnung Beanspruchungen oder Schädigungsgrade durch einen visuellen Effekt anzeigen.
Die vorliegende Arbeit untersucht diesen Ansatz, indem ein spezieller Fluoreszenzfarbstoff durch Grenzflächenpolymerisation in Polyharnstoff mikroverkapselt und schädigungsarm in einem Epoxidharzklebstoff dispergiert wird. Anschließend werden die Auswirkungen der Mikrokapseln auf die physikalisch-mechanischen Eigenschaften und besonders die Bruchzähigkeit beschrieben. Untersuchte Einflussgrößen betreffen Größe, Grenzflächenenergie und Volumenanteil der Mikrokapseln im Klebstoff.
Die erzielten Ergebnisse belegen, dass eine erhebliche Zähigkeitssteigerung durch die Mikrokapseln erzielt werden kann und sich gleichzeitig die Möglichkeit einer visuellen Schadensindikation durch den eingesetzten Fluorezenzfarbstoff ergibt.
Aktualisiert: 2020-10-09
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Beschichtungen werden auf Oberflächen hauptsächlich zu dekorativen, funktionellen oder Schutzzwecken angewandt, doch in den meisten Fällen ist es eine Kombination aus all diesen.
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Aktualisiert: 2019-06-24
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Aktualisiert: 2022-12-06
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Aktualisiert: 2023-03-14
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