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Herstellung und Eigenschaften von kompakten und geschäumten Schichtsilikat-Nanokompositen aus Polystyrol und Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymeren

Polymer-Nanokomposite und Polymer-Nanokomposit-Schäume sind von großem wissenschaftlichem und wirtschaftlichem Interesse, da diese verbesserte physikalische und mechanische Eigenschaften im Vergleich zu den ungefüllten Systemen aufweisen können. Aufgrund ihres hohen Aspektverhältnisses sowie ihrer hohen intrinsischen Eigenschaften stellen Schichtsilikate ideale Verstärkungswerkstoffe für Polymere dar.

In dieser Arbeit werden die Eigenschaften von kompakten Schichtsilikat-Nanokompositen auf Polystyrol- sowie auf Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymerbasis und von Polystyrol-Nanokomposit-Schäumen präsentiert. Insbesondere der Einfluss der Schichtsilikatdispersion, der Schichtsilikatorientierung sowie der Effekt der Matrixmorphologie auf die resultierenden Eigenschaften werden im Detail diskutiert. Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen das Deformations- und Bruchverhalten der Nanokomposite. Die Untersuchungen zeigen, dass neben einer sehr guten Dispersion der Schichtsilikate ein hohes Deformationsvermögen der Polymermatrix entscheidend für eine gleichzeitige Verbesserung von Festigkeit und Duktilität der Nanokomposite ist. Insbesondere, wenn die Schichtsilikate als einzelne Silikatschichten vorliegen, erfolgt eine starke Beeinflussung der Polymermatrixstruktur und -beweglichkeit aufgrund der hohen Wechselwirkungen zu den Silikatschichten. Im Vergleich zu den untersuchten, kompakten Nanokompositen führen Schichtsilikate im Polystyrolschaum nicht nur zu einer Beeinflussung der resultierenden Eigenschaften sondern auch zu veränderten Prozessparametern und Aufschäumgraden, was sich ebenfalls auf die Struktur des Polystyrolschaums auswirkt. Darüber hinaus wird gezeigt, dass die verbesserten mechanischen Eigenschaften der Nanokomposit-Schäume auf die verstärkende Wirkung der Schichtsilikate zurückgeführt werden kann. Zudem wird der Einfluss der Schichtsilikate auf den Schäumprozess und den Aufschäumgrad präsentiert.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com
 Siljana  Lietz

Siljana Lietz
Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe
Universität Bayreuth

Informationen

Freie Schlagwörter: Nanokomposit, Schichtsilikat, Polystyrol, Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer
Institut / Lehrstuhl: Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften der Universität Bayreuth
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Volker Altstädt (Betreuer), Prof. Dr. rer. nat. Georg Michler
Erscheinungsjahr: 2011
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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