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Bruchmechanik von nanostrukturierten Polymermischungen mit Janus Partikeln

Neuartige Janus-Partikel (JP) wurden zum ersten Mal in technologisch relevanten Mengen synthetisiert und für die Herstellung von Polymerblends im industriellen Maßstab eingesetzt. Die JP wurden als Phasenvermittler in unverträglichen Poly(2,6-dimethyl- 1,4-phenylenether)/Poly(styrol-co-acrylnitril) (PPE/SAN) Polymerblends durch Extrusion verarbeitet. Im Vergleich zum reinen co-kontinuierlichen PPE/SAN-Blend und dem mit SBM Triblockterpolymer kompatibilisierten Blend, konnte mit JP eine wesentlich kleinere PPE-Tröpfchengröße (unter 300 nm) und eine homogenere Verteilung der PPE Tröpfchen in der Matrix erreicht werden. Dies manifestiert die ausgezeichnete Einsatzbarkeit von JP als Verträglichkeitsvermittler in Polymerblends. Bruchmechanische Untersuchungen haben gezeigt, dass die mit JP kompatibilisierten Blends eine viel stärkere Grenzflächenanbindung besitzen als das reine oder mit SBM kompatibilisierte Blendsystem. Dies führt zu einer höheren Festigkeit und Steifigkeit der Phasengrenzfläche in den JP basierenden Blends, die allerdings mit einer im Vergleich zum SBM kompatibilisierten Blend wesentlich niedrigeren Zähigkeit einhergeht. Um Synergien in den mechanischen Eigenschaften zu erreichen, kann die Mikro-/Nanostruktur der Blends aber durch eine Mischung aus JP und SBM maßgeschneidert und so die Zähigkeit wesentlich verbessert werden. Diese Kombination aus JP und SBM Triblockterpolymer als Phasenvermittler resultiert in sowohl die Verkleinerung der PPE-Tröpfchengröße (durch JP) als auch die elastischere Grenzfläche (durch SBM) des PPE/SAN-Blends und führt insgesamt zu einer erheblich verbesserten Beständigkeit gegen Ermüdungsrissausbreitung. JP können auch in PPE/SAN-Schäumen verwendet werden. Die JP erhöhen die Schmelzefestigkeit während der Verarbeitung, wodurch Zellstrukturen mit kleineren Schaumzellen effizient stabilisiert werden können.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com
 Ronak Bahrami

Ronak Bahrami
Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Universität Bayreuth

Informationen

Freie Schlagwörter: Polymermischungen, Januspartikel, Bruchmechanik, Nanostrukturierte Blends, Polymerschäume
Institut / Lehrstuhl: Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe der Universität Bayreuth
Sprache: Englisch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Volker Altstädt, Prof. Dr. Axel HE. Müller
Erscheinungsjahr: 2018
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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