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Evaluierung des Schäumverhaltens eines mittels Kern-Schale-Teilchen zähmodifizierten, rezyklierbaren amorphen Polymers

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Einarbeitung von Kern-Schale-Teilchen in eine amorphe Matrix (Polystyrol sowie ein Styrol-Acrylat-Copolymer), der Charakterisierung und des Schäumverhaltens. Bisherige Arbeiten beschäftigten sich hauptsächlich mit der zähmo-difizierenden Wirkung der Kern-Schale-Teilchen auf verschiedene Matrizes. Die Einarbeitung erfolgte mittels eines gleichläufigen Doppelschneckenextruders sowie eines Buss CoKneters. Anschließend erfolgte die Charakterisierung der Compounds mittels rheologischer, mechanischer und bruchmechanischer Untersuchungen. Zur Aufklärung der Struktur wurden TEM-Aufnahmen angefertigt.

Das Schäumen des vorliegenden Polymers wurde anschließend erstmals mittels unterschiedlicher Techniken, wie des Batch-, Extrusions- und Partikelschäumens untersucht. Durch die Art der Einarbeitung und der Auswahl der Kern-Schale-Teilchen konnte die resultierende Schaummorphologie hinsichtlich der Zellgröße, Dichte und Offenzelligkeit gezielt beeinflusst werden. So konnten durch Erhöhung des Kautschukanteils und Compoundierung mittels Doppelschnecke netzwerkartige Strukturen erzielt werden, die im Batch-Schäumversuch bei geeigneter Parameterwahl zu offenzelligen Schaumstrukturen führten.

Weiterhin konnte gezeigt werden, dass sich das vorliegende Polymer zur Herstellung von Partikelschäumen eignet. So konnten kurzkettige Alkane (n-Pentan, iso-Pentan) erfolgreich für das Schäumen des vorliegenden SACP-Polymers eingesetzt werden. Erste Versuche zur Schaumherstellung mittels Unterwassergranulierung ergaben ebenfalls niedrigdichte, gleichmäßig geschäumte Partikel. Diese konnten im Formteilautomaten zu einem Formteil verschweißt werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass sich die Schäume mittels Natronlauge rezyklieren lassen und das Ausgangspolymer wiedergewonnen werden kann.

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 Marieluise Lang

Marieluise Lang
Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe
Universität Bayreuth

Informationen

Freie Schlagwörter: Styrol-Acrylat-Copolymer, Polystyrol, Kern-Schale-Teilchen, Zähmodifizierung, Buss CoKneter, Batch-Schäumen, Schaumextrusion, Partikelschaum, Rezyklierbarkeit, mikrozellulär
Institut / Lehrstuhl: Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Universität Bayreuth
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Volker Altstädt (Betreuer), Prof. Dr. Axel Müller
Erscheinungsjahr: 2014
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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