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Charakterisierung, Modellierung und Vorhersage des Kriechwiderstandes von polymeren Nano-Verbundwerkstoffen

Das Hauptziel der Arbeit bestand in der Untersuchung des Langzeitverhaltens von polymeren Nano-Verbundwerkstoffen. Dazu wurden erstmalig systematische Experimente zum Einfluss von Nano-Füllstoffen (einschließlich unterschiedlich großer Nanopartikel, Nanoclay, und Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit verschiedenem Schlankheitsgrad) auf das Kriechverhalten von Polymeren bei verschiedenen Temperaturen und Lastniveaus durchgeführt. Zusätzlich wurden Modellierungs-Arbeiten (basierend auf viskoelastischen und empirischen Modellen) angewandt, um das Kriechverhalten dieser Werkstoffe zu verstehen und vorherzusagen. Generell lässt sich schließen, das unter den hier untersuchten Nano-Füllstoffen Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit dem größten Längen zu Durchmesser-Verhältnis die beste Verstärkungswirkung in Bezug auf eine erhöhte Dimensionsstabilität und verlängerte Lebensdauer der Verbundwerkstoffe ergaben, gefolgt von Nanoclay und den Nanopartikeln mit kleinerem Durchmesser, während die größeren Nanopartikel die geringsten Verbesserungen bewirkten. Sowohl die experimentellen als auch die Modellierungs-Arbeiten stellen eine grundlegende und wichtige Information für die Auslegung von polymeren Nano-Verbundwerkstoffen für die industrielle Langzeitnutzung und generelle Anwendung dar.

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 Jing-Lei Yang

Jing-Lei Yang
Institut für Verbundwerkstoffe
Technische Universität Kaiserslautern

Informationen

Freie Schlagwörter: Polymere Nano-Verbundwerkstoffe; Nanopartikel; Nanoclay; Kohlenstoff-Nanoröhrchen; Verstärkungseffizienz; Kriechen; Viskoelastizität; Modellierung; Zeit-Temperatur-Superposition
Institut / Lehrstuhl: Fachbereich für Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Technischen Universität Kaiserslautern
Sprache: Englisch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Friedrich (Betreuer), Prof. Dr. Zhong Zhang
Erscheinungsjahr: 2006
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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