Abteilungen und Gruppen > Funktionale Nanokomposite... > Arbeitsgebiete > Komposite und Blends mit ...

Komposite und Blends mit Kohlenstoff-Nanostrukturen

Zielrichtung der Arbeiten ist die Integration von leitfähigen Kohlenstoff-Nanostrukturen in isolierende Thermoplastmatrizes über Schmelzeverarbeitung und die Charakterisierung der Kompositeigenschaften. Dabei stehen vor allem elektrische Eigenschaften der Komposite und Blends, aber auch die Beeinflussung mechanischer, rheologischer, thermischer und tribologischer Eigenschaften und des Brandverhaltens im Vordergrund. 
Zu den untersuchten Füllstoffen gehören ein- und mehrwandige Kohlenstoff-Nanoröhren (Carbon Nanotubes, CNT), Kohlenstoff-Nanofasern (Carbon Nanofibers, CNF), expandierter Graphit (EG) sowie Leitruße (CB), wobei Untersuchungen zu CNT den Schwerpunkt der Arbeiten bilden. Die Leitfähigkeitsausrüstung erfolgt  durch die Bildung eines Perkolationsnetzwerkes der leitfähigen Füllstoffe in der isolierenden Polymermatrix.
Im Mittelpunkt stehen Untersuchungen zum Einfluss von Schmelzeverarbeitungsbedingungen auf die erreichbare Verteilung der Füllstoffe  bei der Kompositherstellung (Schmelzemischen in Kleinmengenmischern und Laborextrudern) und bei der Formgebung (Plattenpressen, Spritzgiessen, Schmelzespinnen) und deren Korrelation zu resultierenden Eigenschaften.
Die zugrunde liegenden Prozesse der Deagglomeration, Verteilung, Netzwerkbildung, Aggregation, Orientierung und Ausrichtung der Nanofüllstoffe sowie in teilkristallinen Polymeren der Kristallisation beeinflussen in starkem Maße die Eigenschaften der Komposite, insbesondere im Falle von Carbon Nanotubes. Zusätzlich beeinflussen strukturelle Besonderheiten der Füllstoffe wie deren morphologische Beschaffenheit und Oberflächenfunktionalisierung in starkem Maße die Wechselwirkungen an den Phasengrenzflächen, die Verteilbarkeit der Füllstoffe in einer Matrix, die Phasenhaftung sowie die Stabilität der Dispersion in Verarbeitungsprozessen. Deshalb sind Arbeiten zur Modifizierung der Füllstoffe mit reaktiven Gruppen oder anderen Substanzen, z.B. intrinsisch leitfähigen Polymeren, wesentlicher Bestandteil der Forschung.
In Polymerblends hängt der Effekt der leitfähigen Füllstoffe vor allem von deren Lokalisierung und dem Morphologietyp des Blends ab. Gelingt es, sie in kokontinuierlichen Strukturen in der Phasengrenzfläche anzuordnen, sollten sehr geringe Gehalte zum Erreichen elektrischer Leitfähigkeit notwendig sein.
In Kooperationen innerhalb des IPF, sowie mit nationalen und internationalen Partnern werden die Nanofüllstoffe modifiziert und charakterisiert,  Komposite mit verschiedenen Methoden hergestellt und z.B. bezüglich ihrer Verspinnbarkeit untersucht, bruchmechanische Untersuchungen durchgeführt und die elektrostatische Pulverlackierbarkeit getestet.  

Ansprechpartner:

Dr. Petra Pötschke

MitarbeiterInnen:

 

 

 

Dr. Jürgen Pionteck
Dr. Lothar Jakisch
Dr. Beate Krause
DC Michael Müller
Manuela Heber
DC Emrah Demir
Dr. Ulrike Staudinger

DI Marco Liebscher
Ulrike Jentzsch-Hutschenreuther
José Roberto Bautista Quijano
Kai Ke



 

Projekte:

Publikationen:

 
Composites and Blends Containing Carbon Nano-Structures
Komposite und Blends mit Kohlenstoff-Nanostrukturen

Abteilungen und Gruppen

Funktionale Nanokomposite und Blends

Arbeitsgebiete

News