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Institute of Polymer Materials

Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuremberg

Prof. Dr. rer. nat. habil. Dirk W. Schubert 1

Untersuchung der Reaktivität verschiedenfunktionaler kettenverlängender Additive auf das rheologische Verhaltenund die molekulare Struktur von Polybutylenterephtalat

Betreuer: M.Sc. T. Höhnemann, [email protected]; Room 1.93; 09131-85-27751Prof. Dr. D.W. Schubert

Einführung:Chain Extender sind niedermolekulare Additive mit mind. 2 funktionellen reaktiven Gruppen, die im Schmelzzustand mit den Endgruppenvon Polymerketten reagieren können um die Molmasse zu erhöhen bzw. die Molmassenverteilung zu verbreitern.Die Kettenverlängerer können beispielsweise in einem Knet- oder im Extrusionsprozess der Polymerschmelze zugegeben werden underhöhen im Prozess die Schmelzefestigkeit sowie die rheologischen Kenngrößen, wodurch beispielsweise Degradationsprozesse währendder Verarbeitung entgegengewirkt werden kann oder bei Kunststoffe die Degradationsbeanspruchung aus Recycling-Prozessenausgeglichen werden kann. Zusätzlich kann durch Chain Extender mit mehr als 2 reaktiven Gruppen Verzweigungen in das Materialeingebracht werden, die zusätzliche Effekte auf die rheologischen Eigenschaften (z.B. Dehnverfestigendes verhalten) und dieProdukteigenschaften (Homogenität von Foliendicken / Blasenformstabilität von Schäumen) bewirken.

Inhalt der Arbeit:Zwei verschiedene Polybutylenterephtalat-(PBT) typen sollen mit verschiedenen kommerziellen Chain Extendern unterschiedlicherFunktionalität durch reaktives Kneten verarbeitet werden. Anhand der Änderung der molekularen sowie rheologischen Kenngrößen sollaus der Funktionalität der Chain Extender der Zusammenhang zwischen Funktionalität und Reaktivität sowie deren Einfluss aufprozessentscheidende Kenngrößen im Vergleich zu „Roh-PBT“ und verarbeitetem PBT („rPBT“) untersucht werden.

frei

Beginn: Mai 2018mod. PBT

"Roh-PBT"

Com

ple

x V

iscosity / P

as

Angular Frequency / s-1

rPBT

MASTERARBEIT




Identifizierung eines robusten zyklischen Zugversuchs an semielastischen Vliesstoffen

Ziele: Vergleich des Einflusses verschiedener

Herstellungsparameter und Materialien auf die

zyklischen Eigenschaften von Vliesstoffen

Status

Betreuer: M.Sc. B. Wölfel, [email protected]; Raum 1.94; 09131-85-28709Prof. Dr. Dirk W. Schubert




Identifizierung eines robusten zyklischen Zugversuchs an semielastischen Vliesstoffen

Ziele: Vergleich des Einflusses verschiedener

Herstellungsparameter und Materialien auf die

mechanischen Eigenschaften von Vliesstoffen

Status





Erstellung eines rauschoptimierten Prüfverfahrens beim Weiterreißversuch von semielastischen Vliesstoffen

Ziele: Vergleich verschiedener Auswertungsmethoden beim

Weiterreißversuch zur realitätsnahen Abbildung des

Verhaltens semielastischer Vliesstoffe.

Status


Displacement (mm)

Forc

e (N

)

Reality???




Identifizierung eines rauschoptimierten Prüfkörpers für Weiterreißversuche an Vliesstoffen

Ziele: Vergleich verschiedener Prüfkörpergeometrien beim

Weiterreißversuch zur Identifizierung optimaler

Größenverhältnisse für verschiedene Vliesstofftypen

Status

Betreuer: M.Sc. B. Wölfel, [email protected]; Raum 1.94; 09131-85-28709M.Sc. K. Leucker, [email protected]; Raum 1.92; 09131-85-27749Prof. Dr. Dirk W. Schubert

L =2

B = 1

L/B = 2

L =3

B = 2

L/B =1,5L

=1

B = 0,5

L/B = 2

. . .




Electrospinning zur Herstellung von Biomaterial aus Lignin für klinische Anwendungen

6

Inhalt der Arbeit:

Betreuer: Dr. rer. nat. Daniel Thieme, [email protected];LSP (Erlangen) Raum 1.78Prof. Dr. D.W. Schubert

- Electrospinning von Lignin-Nanofasern- Maximierung des Lignin-Gehaltes

- Minimierung des Co-Spinning Agent (PEO/PCL)

- Optimierung der Ausbeute bei geringstem Faserdurchmesser

- Materialanalyse von elektrogesponnenem Lignin-Biomaterial- Zugprüfung (suture retention test)

- REM Mikroskopie zum Überprüfen der Materialhomogenität

- Benchmarking der Daten mit bestehender Datenbank von Biomaterialien

- Viskosität der Polymerlösungen- Einfluss von Lignin auf die Viskosität

- Vorbereitung der klinischen Anwendung- Einfluss von Desinfektion auf Materialeigenschaften

Ziel der Arbeit:- Entwicklung eines Standardprotokolls zur Herstellung von Lignin-Biomaterial für klinische Anwendungen

- Beginn der Arbeit: ab März 2018

Status

mailto:[email protected]




Electrospinning zur Herstellung von Biomaterial aus Zellulose für klinische Anwendungen

7

Inhalt der Arbeit:

Betreuer: Dr. rer. nat. Daniel Thieme, [email protected];LSP (Erlangen) Raum 1.78Prof. Dr. D.W. Schubert

- Electrospinning von Zellulose Nanofasern- Maximierung des Zellulose-Gehaltes

- Minimierung des Co-Spinning Agent (PEO/PCL)

- Optimierung der Ausbeute bei geringstem Faserdurchmesser

- Materialanalyse von elektrogesponnenem Zellulose-Biomaterial- Zugprüfung (suture retention test)

- REM Mikroskopie zum Überprüfen der Materialhomogenität

- Benchmarking der Daten mit bestehender Datenbank von Biomaterialien

- Viskosität der Polymerlösungen- Einfluss von Zellulosekonzentration auf die Viskosität

- Vorbereitung der klinischen Anwendung- Einfluss von Desinfektion auf Materialeigenschaften

Ziel der Arbeit:- Entwicklung eines Standardprotokolls zur Herstellung von Zellulose-Biomaterial für klinische Anwendungen

- Beginn der Arbeit: ab März 2018

Status





Auswahl geeigneter Polymersysteme für die Fixierung von Konstruktionen aus zylindrischen thermoplastischen Werkstücken

Inhalt der Arbeit:

Betreuer: M. Sc. P. Heisler, [email protected];FAPS (Nürnberg) Raum 01.056-1 ; 0911-5302-96269Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke;Prof. Dr. D.W. Schubert

- Einarbeitung und Literaturrecherche- Fügen von Bauteilen aus Thermoplasten

- Polymersysteme und Haftungsmechanismen

- Anforderungsanalyse und Werkstoffauswahl- Analyse der Materialanforderungen und Ableitung möglicher Polymersysteme

- Definition rheologischer Materialeigenschaften für verschiedene Applikationstechnologien

- Fundierte Darlegung und Dokumentation der Materialauswahl

Ziel der Arbeit:- Auswahl oder Entwicklung geeigneter Polymersysteme für die für die Fixierung von Konstruktionen aus

zylindrischen thermoplastischen Werkstücken durch unterschiedliche Applikationstechnologien wie: Tauchen, Spritzen oder Dispensen

- Beginn der Arbeit: ab sofort

Status





Auswahl geeigneter Flüssigsilikone für eine Bauteilumhüllungdurch ein Dipcoating-Verfahren

Inhalt der Arbeit:

Betreuer: M. Sc. P. Heisler, [email protected];FAPS (Nürnberg) Raum 01.056-1 ; 0911-5302-96269Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke;Prof. Dr. D.W. Schubert

- Einarbeitung und Literaturrecherche- Flüssigsilikone (LSR) und deren Eigenschaften

- Tauchbeschichtung (Dip-coating)

- Anforderungsanalyse und Ableitung von rheologischen Materialeigenschaften- Analyse der Umhüllungsanforderungen und Definition der Probekörper

- Definition genereller rheologischer Materialeigenschaften für Tauchapplikationen mit LSR

- Versuchsdurchführung zum Einstellen optimaler Prozessparameter- Erstellen eines Versuchsplans (DoE)

- Versuchsdurchführung unter Variation der Parameter

- Auswertung und Interpretation der Ergebnisse

Ziel der Arbeit:- Analysieren und Einstellen geeigneter Prozess und Materialparameter für eine Bauteilumhüllung durch das

Dipcoating-Verfahren mit Flüssigsilikonen

- Beginn der Arbeit: ab sofort

Status





Optische und mechanische Analyse gedehnter Fasern und Vliesstoffe zur Modellierung des Zugverhaltens

Betreuer: M.Sc. K. Leucker, [email protected]; Raum 1.92; 09131-85-27749Prof. Dr. Dirk W. Schubert

Ziele:

Optische und mechanische

Charakterisierung von Vliesstoffen und

Einzelfasern unter Zugbelastung, sowie

die Modellierung der Korrelation

zwischen Einzelfasern und Vliesen in

Abhängigkeit von der Faserorientierung.

Status




Einfluss der Molekulararchitektur von Tensiden auf die Strukturbildung auf PP-Oberflächen

Ziele der Arbeit:- Entwicklung eines Verfahrens um definierte Tensidschichten auf Polypropylenfolien

aufzubringen- Bewertung des Einflusses der

Betreuer: M.Sc. Franz Lanyi, [email protected]; Raum 1.92; 09131-85-27749; Prof. Dr. D.W. Schubert

Methoden: - Spin Coating- Kontaktwinkelmessungen- ggf. X-Ray Reflectometry

Status




Einfluss der Matrixarchitektur von Polypropylen auf die Migrationseigenschaften von Additiven

Ziele der Arbeit:- Spritzgießen von PP Platten mit Modelladditiv- Bewertung des Migration des Additivs unter verschiedenen Randbedingungen - Evaluation des Einflusses der Matrixstruktur (Molekulargewicht, Verzweigungen, ...)


Status

Methoden: - Faserspinnen / Spritzgießen- Kontaktwinkelmessungen- FTIR-Spektroskopie - Mikroskopie

Matrix

Additiv



Prof. Dr. rer. nat. habil. Dirk W. Schubert13

Einfluss der Oberflächenkristallinität auf das Migrationsverhalten von Additiven in PP-Folien und Nonwovens


Methoden: - Faserspinnen / Spritzgießen / Extrudieren von Folien / Verstrecken von Folien- Kontaktwinkelmessungen- FTIR-Spektroskopie - Mikroskopie

Ziele der Arbeit:- Bewertung des Einflusses von verschiedenen Prozessbedingungen auf die

Randkristallinität von Nonwovens und Folien- Bewertung des Einflusses der Randkristallinität auf das Migrationsverhalten von

verschiedenen Modelladditiven - Bewertung der Wirksamkeit der Oberflächenkonzentration der Modelladditive auf das

Benetzungsverhalten von Nonwovens / Fasern und Folien

Status

Masterarbeitsthema




Bestimmung der Kristallinität von Fasern- und Vliesstoffenmithilfe der RAMAN-Spektroskopie (Masterarbeit)

Betreuer: M.Sc. K. Leucker, [email protected]; Raum 1.92; 09131-85-27749Prof. Dr. Dirk W. Schubert

Ziele:

Entwicklung eines Testverfahrenszur Bestimmung der Kristallinitätvon Polypropylen mittels RAMAN-Spektroskopie und Bestimmungder lokalen Unterschiede in Fasernund Vliesen.

Überprüfen von

- Unterschiedlich verstrecktenEinzelfasern

- Bindepunkten und Fasern in thermisch gebondetenVliesstoffen

5 10 15 20 25 30

5

10

15

20

25

30

Y / µ

m

X / µm

2,000

104,5

207,0

309,5

412,0

514,5

617,0

719,5

822,0

RAMAN-Intensity

Status




Betreuer: Dr. Monika Voigt, [email protected] ; Raum 1.87; 09131-85-27748Prof. Dr. D.W. Schubert

Ziele der Arbeit: Bestimmung der Prozessparameter beim Elektrospinnen von Standardmaterialien ohne

Klimatisierung und unter Normklima (Arbeitsort: LSP, Erlangen Süd und BPI, Fürth) Herstellung und Beurteilung von unorientierten/ random und orientierten Fasern Optische Charakterisierung der Fasern (Lichtmikroskop, evtl. REM) zur Ermittlung des

Durchmessers, der Ausbeute und Bewertung des Einflusses verschiedener Laborrandbedingungen

Hauptziel: Bewertung des Umwelteinflusses und der Randbedingungen für Elektrospinnenzur robusten Faserherstellung

Status

Bestimmung der Einflusses von Klimabedingungen auf Elektrospinnen

J. H. Wendorff, S. Agarwal, A. Greiner, „Electrospinning“, 2012, Wiley-VCH, Weinheim, Germany





Betreuer: Dr. Monika Voigt, [email protected] ; Raum 1.87; 09131-85-27748Prof. Dr. D.W. Schubert; in Zusammenarnbeit mit Dr. Freytag, [email protected], Hochdrucklabor, Raum 0.012, 09131-85-28001, Prof Arlt

Ziele der Arbeit: Untersuchung des Elektrospinnens von Standardmaterialien unter Luft und Stickstoff,

sowie eventuell weiterer Gase (LSP, BPI und Hochdrucklabor) Herstellung von unorientierten (random) Fasern Optische Charakterisierung der Fasern (Lichtmikroskop, REM) und Ermittlung des

Einflusses verschiedener Gase auf die Morphologie Thema erst ab ca. Mai 2018 zur Verfügung

Elektrospinnen unter verschiedenen Gasen

J. H. Wendorff, S. Agarwal, A. Greiner, „Electrospinning“, 2012, Wiley-VCH, Weinheim, Germany Status





Prof. Dr. rer. nat. habil. Dirk W. Schubert

Conductivity of ternary composite films filled with MWCNT

Materials: PMMA, PEMA, PS, MWCNT

Sample preparation: Solution casting composite films

PMMA/PS/MWCNT and PEMA/PS/MWCNT

Characterations: Electrical conductivity

Morphology

Supervisor: Huagen Xu, M.Sc., [email protected]; Room 1.93 phone +49 9131/85-27751

Prof. Dr. D. W. Schubert

Only in English, BA or MA or PA

Status





Fields of work:

--Literature survey on melt spinning of PET

--Development of experimental techniques

--Fiber spinning and fiber diameter distribution

--Test of mechanical properties

Methods:

--Karl Fischer titration

--Capillary rheometer

--Microscope

--Single fiber tensile tester

Investigation on mechanical properties of melt-spun

recycled PET fibers(BA or MA or PA, only in English)

Supervisor: Yijing Qin, M. Sc., [email protected]; Raum 1.90; 09131-85-27746Prof. Dr. Dirk W. Schubert

Status




Effect of chain extender melt-spun recycled and

virgin PET fibers(BA or MA or PA, only in English)

Fields of work:

--Literature survey on chain extender of PET

--Development of experimental techniques

--Materials preparation/Fiber spinning/diameter measurement

--Test of mechanical properties

Methods:

--Karl Fischer titration

--Kneader

--Capillary rheometer

--Microscope

--Single fiber tensile tester

Supervisor: Yijing Qin, M. Sc., [email protected]; Raum 1.90; 09131-85-27746Prof. Dr. Dirk W. Schubert

Status

untersuchung der reaktivität verschiedenfunktionaler ... · institute of polymer materials...

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