Entwicklung innovativer Compatibilizer-Systeme für Polypropylen Nanocomposites auf der Basis organophiler Schichtsilikate

Entwicklung innovativer Compatibilizer-Systeme für Polypropylen Nanocomposites auf der Basis organophiler Schichtsilikate

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Seit Millionen von Jahren erzeugt die Natur nanostrukturierte Materialien und Nanocomposites mit bemerkenswerten Eigenschaften. Erst in den vergangenen Jahrzehnten hat die Wissenschaft gelernt, solche Werkstoffe fA¼r unterschiedliche Anwendungen synthetisch herzustellen. Die einzigartigen Eigenschaften und die LeistungsfAchigkeit der Nanomaterialien liegen begrA¼ndet in den Abmessungen des submikroskopischen GefA¼ges, der Struktur der OberflAcchen beziehungsweise PhasengrenzflAcchen sowie in der Art und IntensitAct der Wechselwirkungen zwischen den Werkstoffkomponenten. Kommerzielle Produkte sind inzwischen beispielsweise aus der Halbleiter-, OberflAcchen- und Katalysatortechnik sowie aus der Optik und Biomedizin hervorgegangen. Die spezifischen Gebrauchseigenschaften dieser Produkte haben am Ende des zwanzigsten Jahrhunderts sowohl in der Forschung als auch in der A–ffentlichkeit zu einem explosionsartigen Interesse an den Nanotechnologien gefA¼hrt. Seit dieser Zeit sind Begriffe wie der glq LotusblA¼ten-Effekt grq, die Fullerene und die Kohlenstoff-NanorAphrchen in aller Munde.Die Nanotechnologie gilt heute als eine der bedeutendsten Triebfedern fA¼r Werk- und Effektstoffinnovationen in der Zukunft. Auch auf dem Sektor der polymeren Werkstoffe haben Nanocomposites in der jA¼ngeren Vergangenheit aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaftsprofile wiederholt Aufsehen erregt. In Kunststoffen auf molekularer Ebene eingebettete Nanobausteine kApnnen bereits in AcuAŸerst geringen Mengen signifikante VerAcnderungen des Eigenschaftsprofils bewirken. Die Ausnutzung submikroskopischer physikalischer Effekte erApffnet vielfAcltige MApglichkeiten, die Eigenschaftsprofile etablierter Materialien zu diversifizieren und fA¼r neue Anwendungen maAŸzuschneidern. Im Mittelpunkt der vorliegenden Abhandlung steht die Entwicklung von Polypropylen-Nanocomposites auf der Basis organisch modifizierter Schichtsilikate. Die besondere Herausforderung besteht dabei in der ausgesprochen schlechten thermodynamischen VertrAcglichkeit der Werkstoffkomponenten, die auf ihre unterschiedlichen PolaritActen zurA¼ckzufA¼hren ist. Daraus resultiert die Notwendigkeit, zusActzliche Compatibilizer einzusetzen, die die GrenzflAcchenspannung zwischen dem Polypropylen und den Silikatpartikeln reduzieren und somit ihre Wechselwirkungen intensivieren. Die Compatibilizer bestimmen daher entscheidend die Morphologie der Verbundwerkstoffe und sind ausschlaggebend fA¼r deren Eigenschaftsprofil.Im Rahmen der Dissertation wurden innovative AnsActze zur Kompatibilisierung von Polypropylen-Nanocomposites untersucht. Dazu wurden unterschiedliche Typen von Pfropfcopolymeren mittels Reaktivextrusion generiert und als Compatibilizer in Nanocomposites eingesetzt. Die entwickelten Rezepturen und ProzesskenngrApAŸen wurden in Bezug auf die Reaktionsausbeute sowie hinsichtlich der resultierenden Produkteigenschaften optimiert. Dabei wurden die FunktionalzusammenhAcnge zwischen den chemischen Merkmalen der Compatibilizer und den mechanischen, thermischen und rheologischen Eigenschaften der generierten Nanocomposites sowie der GA¼te der Partikeldispergierung charakterisiert.Vergleichbare Probleme finden sich in der Herstellung dA¼nner Folien, Mikrofasern sowie mikrozellularer Strukturschaumstoffe [86-92]. ... auf der Basis von Schichtsilikaten lAcsst noch weitere umwAclzende Erfolge bei anderen Matrixsystemen erwarten. ... Die Pionierarbeiten bei Toyota auf dem Gebiet der polymeren Nanocomposites initiierten in den folgenden Jahren umfangreiche ForschungsaktivitActenanbsp;...


Title:Entwicklung innovativer Compatibilizer-Systeme für Polypropylen Nanocomposites auf der Basis organophiler Schichtsilikate
Author: Michael Erdmann
Publisher:Logos Verlag Berlin GmbH - 2009
ISBN-13:

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