Multifunktionale Kunststoffe durch In-Situ-Strukturierung der Polymermorphologie


Project Title
Multifunktionale Kunststoffe durch In-Situ-Strukturierung der Polymermorphologie
 
Funding Code
C4T224
 
 
Principal Investigator
 
 
Status
Abgeschlossen
 
Duration
01-09-2019
-
31-08-2020
 
Contractor Organization(s)
 
Funding Program
Call for Transfer
 
Abstract
Die zunehmende Integration von Funktionen direkt in Bauteilstrukturen wie auch die Nachfrage nach intelligenten Werkstoffen im Zuge der Digitalisierung erhöhen den Bedarf
an neu entwickelten Materialien. Die Entwicklung neuer Funktionspolymere kann hierzu einen besonderen Beitrag leisten. Dabei ist speziell die Beeinflussung des Struktur-
Eigenschaftsprofils auf der Mikro- und Nanoskala bedeutend, um die geforderten Eigenschaften zu realisieren. So können durch die Beeinflussung der molekularen Polymernetzwerkmorphologie zahlreiche Eigenschaften (z.B. Bruchzähigkeit, Glasübergangstemperatur) zum Teil stark verändert werden. Diese gewünschten Zieleigenschaften sind allerdings in vielen Fällen voneinander abhängig und verhalten sich konträr zueinander.
Die Idee der In-Situ-Polymerstrukturierung ist für ein spezifisches Epoxy-Amin-Harzsystem bereits erfolgreich umgesetzt worden, womit die grundsätzliche technische Machbarkeit bewiesen wurde. Unsere Projektidee verfolgt den grundlegenden Ansatz einer gezielten Beeinflussung der molekularen Polymerstruktur bei der Formulierung solcher funktionalen Harzsysteme durch Ausbildung von partiell reagierten Substrukturen (PRS) aus Flexibilisatoradditiven
in neu formulierten Epoxidharzsystemen. Die Methodik soll es erlauben an sich widersprüchliche Eigenschaften simultan zu realisieren und auf diese Weise innovative
und besonders leistungsfähige Materialien zu entwickeln.
Der Ansatz wird im Rahmen dieses Projekts auf neue Epoxidharzsysteme mit unterschiedlichen thermischen Vernetzungsverhalten ausgeweitet, woraus sich die folgenden
spezifizierten Projektziele ableiten:
• Nachweis der technologischen Machbarkeit der In-Situ-Polymerstrukturierung bei anderer Kunststoffchemie
– Analyse der Kunststoffchemie und des Vernetzungsverhaltens
– Analyse der In-Situ-Polymerstrukturierung
• Realisierung expliziter Zieleigenschaften
– Temperaturbeständigkeit und Glasübergangstemperatur
– Bruchzähigkeitsverhalten
• Wirtschaftliche Verwertung und Potentiale