Rheology And Engineering Parameters Of Bitumen Modified With Polyolefins Elastomers And Reactive Polymers
DOWNLOAD
Download Rheology And Engineering Parameters Of Bitumen Modified With Polyolefins Elastomers And Reactive Polymers PDF/ePub or read online books in Mobi eBooks. Click Download or Read Online button to get Rheology And Engineering Parameters Of Bitumen Modified With Polyolefins Elastomers And Reactive Polymers book now. This website allows unlimited access to, at the time of writing, more than 1.5 million titles, including hundreds of thousands of titles in various foreign languages. If the content not found or just blank you must refresh this page
Rheology And Engineering Parameters Of Bitumen Modified With Polyolefins Elastomers And Reactive Polymers
DOWNLOAD
Author : Manuel Navarro González
language : en
Publisher: Univerlagtuberlin
Release Date : 2010
Rheology And Engineering Parameters Of Bitumen Modified With Polyolefins Elastomers And Reactive Polymers written by Manuel Navarro González and has been published by Univerlagtuberlin this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2010 with categories.
From Linear To Long Chain Branched Poly Ethylene Terephthalate Reactive Extrusion Rheology And Molecular Characterization
DOWNLOAD
Author : Kruse, Matthias
language : en
Publisher: Universitätsverlag der TU Berlin
Release Date : 2017-07-11
From Linear To Long Chain Branched Poly Ethylene Terephthalate Reactive Extrusion Rheology And Molecular Characterization written by Kruse, Matthias and has been published by Universitätsverlag der TU Berlin this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2017-07-11 with Technology & Engineering categories.
Poly(ethylene terephthalate) is one of the most widely used polymers in packaging industry, due to its high mechanical strength, chemical resistance, and barrier functions. However, its processing is determined by degradation and low viscosity. In particular, foaming and film blowing is restricted by the linear structure of the molecule and low melt strength. The stability of three linear commercial PET grades produced by different synthesis routes with different molar masses is analyzed in regards of processing at industrial scale. Subsequently, reactive processing with three multi-functional chain extenders (pyromellitic dianhydride, PMDA, tetraglycidyl diamino diphenyl methane, TGDDM, and triphenyl phosphite, TPP) is conducted to create large and long-chain branched (LCB) molecules. The mechanical and molecular properties in melt state are analyzed by linear and non-linear viscoelastic rheology, modeling by the molecular stress function (MSF) theory and size-exclusion chromatography (SEC) with light scattering measurements. Thermal stability measurements in the linear viscoelastic regime revealed degradation and a reduction of the storage modulus in air atmosphere, and, besides thermal degradation, an enhancement of the modulus in nitrogen atmosphere, due to polycondensation [Kruse et al., 2013]. Fitting by an exponential function leads to the reconstruction of the initial state of the sample at zero-loading time and to a time constant, which reveals clear relations between stability and molar mass for all three PET grades in both atmospheres. High molar mass PET is more stable in nitrogen and less stable in air environment, and vice versa, depending on OH end group concentration and synthesis route. The analysis by means of time-resolved mechanical spectroscopy allows the observations of moduli and complex viscosity at a fixed time, a wide range of angular frequencies, and at different atmospheres, and revealed: (i) a plasticizer effect induced by small molecules from thermal and thermo-oxidative degradation, (ii) cross-linking leading to yield stress, (iii) diffusion influencing polycondensation reaction, (iv) slipping due to deposition of side products, and (v) an enhanced shear thinning regime [Kruse and Wagner, 2016]. The extrusion of neat PET with a twin-screw extruder at industrial scale leads to strong reduction of viscosity mainly due to shearing. The impact of thermo-oxidative degradation is comparably small. The reactive processing of the three PET grades with the three chain extenders leads to the conclusion that the tri-functional TPP is not a useful chain extender due to rapid degradation and toxicity. The two tetra-functional chain extenders, PMDA and the epoxy-based TGDDM, lead to strong viscosity increase, increasing strain hardening effect, and increasing thermal stability with increasing chain extender concentration as confirmed by loss- and storage modulus, phase angle, activation energy of flow, and elongational viscosity. The MSF model predictions show good agreement with data measured, and allowed a quantitative analysis of the branching structure and of the stretch of the molecules by both non-linear MSF parameters. In comparison to the high molar mass PET with an apparent comb-like structure at high PMDA concentrations, the two initially low molar mass grades show a higher molar mass after processing with PMDA and seem to have a tree-like structure, which can be explained by the hydroxyl end group concentration of these two PET grades. The extensive use of TGDDM leads to a hyperbranched and gel-like structure. The fracture analysis from uniaxial elongation experiments reveals a limiting stress value for high PMDA concentrations and a limiting strain value for high TGDDM concentrations due to formation of a covalent network. The molecular analysis by SEC with triple detection of the high molar mass PET, which was reacted with PMDA and TGDDM, shows a strong increase of the average molar masses, polydispersity, radius of gyration, and hydrodynamic radius and confirms the molar mass increase observed by the rheological measurements. The branching was confirmed by a decreasing Mark-Houwink exponent with increasing chain extender concentration. Further, the analysis of the contraction of the molecule revealed a more star-like structure at low concentrations for both chain extenders. With increasing concentration, the structure changed to more comb-like for PMDA and random tree-like or hyperbranched for TGDDM as was also observed by non-linear viscoelastic measurements. PMDA revealed to be an excellent coupling agent which induces reproducibly either a star-like, comb-like, or tree-like structures depending on the concentration of coupling agent added and the hydroxyl concentration of the PET employed. Polyethylenterephthalat (PET) zeichnet sich durch hervorragende mechanische Eigenschaften, sowie chemische Beständigkeit und Barriereeigenschaften aus und findet insbesondere in der Verpackungsindustrie Verwendung. Die Neigung zur Degradation und die wegen der linearen Kettenmoleküle geringe Viskosität schränken jedoch die Verarbeitbarkeit von PET wie beispielsweise das Schäumen und Folienblasen erheblich ein. In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss der thermischen Stabilität während der Verarbeitung von drei linearen industriellen PET-Typen untersucht, die sich durch Molmasse und Herstellungsverfahren unterscheiden. Des Weiteren wird langkettenverzweigtes PET (LCBPET) durch reaktive Verarbeitung mit drei verschiedenen multifunktionalen Kettenverlängerern, Pyromellitsäuredianhydrid (PMDA), Tetra- glycidyl-Diamino-Diphenyl-Methan (TGDDM) und Triphenylphosphit (TPP), hergestellt und charakterisiert. Durch die experimentelle Bestimmung der linearen und nichtlinearen rheologischen Eigenschaften der Schmelze und ihre Beschreibung mit Hilfe des sogenannten "Molecular Stress Function" (MSF) Modells gelingt eine quantitative Analyse des Materialverhaltens. Die molekulare Analyse wird zusätzlich durch die Ergebnisse von Gelpermeationschromatographie (GPC bzw. SEC) in Verbindung mit Lichtstreumessung gestützt. Die Untersuchungen der thermischen Stabilität von linearem PET im linear-viskoelastischen Bereich zeigen einen abnehmenden Speichermodul und somit ein thermo-oxidatives Degradationsverhalten in Luftatmosphäre. In inerter Stickstoffatmosphäre tritt hingegen nur thermische Degradation auf, gleichzeitig führt jedoch eine Polykondensationsreaktion zu einem Anstiegen des Moduls [Kruse et al., 2013]. Mit einem exponentiellen Regressionsansatz kann der anfängliche Zustand des Moduls in beiden Atmosphären zum Zeitpunkt Null, der dem Einbringen der Probe in das Rheometer entspricht, rekonstruiert werden. Die sich aus diesem Ansatz ergebende Zeitkonstante erlaubt es, quantitative Zusammenhänge zwischen der thermischen Stabilität der drei PET-Sorten und deren Molmasse sowie dem Herstellungsverfahren der PET-Typen aufzuzeigen. So weist hochmolekulares PET eine höhere Stabilität in Stickstoff und eine geringere Stabilität in Luft auf und umgekehrt. Hauptursache für dieses Verhalten ist die unterschiedliche Konzentration an Hydroxylendgruppen, die je nach Molmasse und Herstellungsmethode der jeweiligen PET-Typen variiert. Mit Hilfe der "Time-Resolved Mechnical Sprectroscopy" konnte die sich ändernde Viskosität über ein weites Frequenzspektrum und zu einer beliebigen Messzeit in beiden Atmosphären bestimmt werden. Wesentliche Ergebnisse dieser Untersuchung sind der Nachweis des Auftretens von (i) einem Weichmachereffekt bedingt durch die thermische und thermo-oxidative Degradation und den daraus resultierenden Oligomeren, (ii) dreidimensionaler Vernetzung mit der Ausbildung einer Fließgrenze, (iii) Diffusionsprozessen, die Einfluss auf die Polykondensationsreaktion haben, (iv) Wandgleiten, bedingt durch die Ablagerung von Nebenprodukten auf den Platten des Rheometers und (v) einem verbreiterten Scherverdünnungbereich [Kruse and Wagner, 2016]. Die Extrusion von linearem PET mit einem Doppelschneckenextruder unter industriellen Bedingungen führt zu einer starken Abnahme der Viskosität, die hauptsächlich durch Scherung und weniger durch thermo-oxidativen Abbau verursacht wird. Bei der reaktiven Verarbeitung der drei PET-Typen mit den drei verschiedenen Kettenverlängerern erwies sich das dreifunktionale TPP auf Grund von Toxizität und Lagerinstabilitäten als unbrauchbar. Die Verarbeitung der beiden vierfunktionalen Kettenverlängerer, PMDA und das epoxidhaltige TGDDM, führt zu erhöhter Viskosität, erhöhter Dehnverfestigung und erhöhter thermischer Stabilität mit zunehmender Konzentration des jeweiligen Kettenverlängerers. Das beschriebene Verhalten zeigt sich sowohl am Speicher- und Verlustmodul und dem daraus abgeleiteten Verlustwinkel, als auch an der Fließaktivierungsenergie und der Dehnviskosität. Dabei lassen sich die gemessenen Dehnviskositäten sehr präzise mit dem MSF-Modell beschreiben und die beiden nichtlinearen Modelparameter, β und f_max^2 ermöglichen eine quantitative Analyse der Verzweigungsstruktur und der Molekülstreckung. So zeigt die Modifiziereng von hohen PMDA-Konzentrationen und dem hochmolekularen PET eine mehr kammartige Struktur im Vergleich zu den beiden niedermolekularen PET-Typen, die eine baumartige Molekülstruktur und eine höhere Molmasse nach der reaktiven Extrusion aufweisen. Beide Effekte können mit der höheren OH-Endgruppenkonzentration der beiden niedermolekularen PET-Typen erklärt werden. Zu hohe Zusätze von TGDDM führen zu einem hochverzweigten und gelartigen Polymer. Das Bruchverhalten bei der uniaxialen Dehnung von mit einem hohen Zusatz von PMDA hergestellten langkettenverzweigten PET wird von einer limitierenden Bruchspannung bestimmt. Demgegenüber bestimmt eine maximale Dehnung das Bruchverhalten des mit einem hohen TGDDM-Zusatz hergestellten LCB-PET, verursacht durch ein kovalent gebundenes Polymernetzwerk. Die GPC Messungen mit drei Detektoren wurden an LCB-PET durchgeführt, das auf Basis der hochmolekularen PET-Type hergestellt wurde. Die molekulare Analyse der mit PMDA und TGDDM modifizierten Proben zeigt eine deutliche Zunahme der mittleren Molmassen, Molmassenverteilungsbreite, des Gyrationsradius und des hydrodynamischen Radius und bestätigt somit die rheologischen Ergebnisse. Das Auftreten von Verzweigungen wird außerdem durch den abnehmenden Mark-Houwink-Exponenten bei zunehmender Additivkonzentration verdeutlicht. Eine genauere Betrachtung weist auf eine sternartige Molekülstruktur bei geringer Zugabe beider Kettenverlängerer hin. Bei erhöhter Zugabe hingegen tritt eine kammartige Struktur bei PMDA und eine baumartige oder hochverzweigte Struktur bei TGDDM auf, wie auch aus den nichtlinearen viskoelastischen Messungen zu schließen ist. Insbesondere PMDA erweist sich als hervorragender Kettenverlängerer, der bei reaktiver Extrusion reproduzierbar eine sternartige, kammartige oder baumartige Molekülstruktur in Abhängigkeit von der verwendeten PET-Type und der PMDA-Konzentration ermöglicht und so das Verarbeitungsspektrum von PET auf neue Anwendungsgebiete erweitert.
Analytische Charakterisierung Und Modifizierung Von Pulverlack Overspray Zum Einsatz Als F Llstoff F R Polyethylen
DOWNLOAD
Author : John-Müller, Astrid
language : de
Publisher: Universitätsverlag der TU Berlin
Release Date : 2018-10-10
Analytische Charakterisierung Und Modifizierung Von Pulverlack Overspray Zum Einsatz Als F Llstoff F R Polyethylen written by John-Müller, Astrid and has been published by Universitätsverlag der TU Berlin this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2018-10-10 with Science categories.
In der pulverlackverarbeitenden Industrie fallen erfahrungsgemäß, je nach Beschichtungsanlage, zwischen 0,5 % und 55 % Overspray und überlagerte Gebinde an. Die Entsorgung dieser Pulverlackreste auf Deponien oder durch Verbrennung sind sehr kostenintensiv und belasten die Umwelt. Das Ziel dieser Arbeit beinhaltet, das Recycling von Pulverlackresten als Füllstoffe für Thermoplaste. Die wesentliche Herausforderung bestand darin, die Metallhaftung durch thermische Aushärtung, der noch chemisch aktiven Pulverlackreste an den Extrusion- oder Spritzgussanlagen, zu verhindern. Als Lösungsweg wurde die chemische Deaktivierung mittels Reaktanden verfolgt. Eine Enthaftung konnte mit Stearinsäure in einer Konzentration von 2 Gew.-% erzielt werden. Für eine erste Eigenschafts- und Materialprüfung wurden Pulverlackreste mit Stearinsäure vermischt und als Recycling-Füllstoff im Verhältnis 50:50 mit LLDPE zu Prüfkörpern verarbeitet. Die mechanischen Werte der Proben waren geringer als die Resultate mit reinem LLDPE. Das Ziel dieser Arbeit wurde erreicht. Für unausgehärtete Pulverlackreste wurde mit 2 Gew.-% Stearinsäure ein Reaktand gefunden, welcher die Metallhaftung nach thermischer Aushärtung vollständig aufhebt. Reports from the powder-coating industry indicate that 0.5 to 55 % of the powder-coating resins, depending on the coating system, ends up as overspray or becomes unusable due to degradation. The disposal of these powder coating residues at landfills or by waste incineration is very expensive and pollutes the environment. The goal of this work was the recycling of powder coating residues as fillers for thermoplastic polymers. The biggest challenge was to prevent the metal adhesion of the still chemically active powder coating residues in extrusion or injection molding Machines caused by its thermal curing. The main approach was the chemical deactivation through a reactant. A deactivation was realized with stearic acid in a concentration of two percent by weight. For a first test of material properties, powder-coating residue was mixed with stearic acid and used as recyclate filler in a ratio of 50:50 with LLDPE to be processed to standard test bars. The mechanical values were lower than those of the neat LLDPE.
Ber Den Wirkmechanismus Von Polyethylenglykol Als Additiv Zur Gef Geverdichtung Im Rotationsformverfahren
DOWNLOAD
Author : Rohnstock, Falk
language : de
Publisher: Universitätsverlag der TU Berlin
Release Date : 2018-01-31
Ber Den Wirkmechanismus Von Polyethylenglykol Als Additiv Zur Gef Geverdichtung Im Rotationsformverfahren written by Rohnstock, Falk and has been published by Universitätsverlag der TU Berlin this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2018-01-31 with Technology & Engineering categories.
Eines der Hauptprobleme beim Rotationsformen sind verbleibende eingeschlossene Luftblasen, die die Sinterzeit verlängern und die Festigkeit, aber auch die Ästhetik des Bauteils beeinträchtigen. Überraschenderweise konnten Kulikov und Kollegen (2009) zeigen, dass der Zusatz einer geringen Menge von Polyethylenglykol (PEG) den Sinterprozess erheblich beschleunigt und den Anteil verbleibender Luftblasen drastisch reduziert. In der vorliegenden Arbeit wird der Wirkmechanismus von PEG untersucht, der sich im Wesentlichen auf die geringere Gassättigung der Polymerschmelze bei PEG-Zusatz zurückführen lässt, sowie das Potenzial der dadurch möglichen Verbesserung der mechanischen Eigenschaftswerte. Rheologischen Untersuchungen zeigen, dass PEG die Viskosität von LLDPE nur bei niedrigen Temperaturen minimal absenkt. Jedoch ist die Viskositätsabnahme nicht ausreichend, um einen schnelleren Sinterfortschritt herbeizuführen. 2-Partikel-Sinterversuche, die sich mit dem Modell von Bellehumeur hervorragend beschreiben lassen, belegen jedoch einen gesteigerten Wärmetransport bei PEG-Zusatz. Sinterexperimenten mit Haufwerken aus LLDPE-Partikeln und PEG-Zusatz zeigen, dass die Wirkung des PEGs umgehend nach dem Aufschmelzen des LLDPEs eintritt. Das PEG schmilzt bei niedrigeren Temperaturen auf als das LLDPE und benetzt beim Aufschmelzen die LLDPE-Partikel. Dadurch wird Luft aus den Pulverzwischenräumen herausgedrückt und der Luftanteil, der von der Schmelze beim Aufschmelzen in Form von Blasen eingeschlossen wird, ist geringer. Bei einer weiteren Zunahme der Temperatur erhöht sich die Gaslöslichkeit bzw. die Sättigungskonzentration der Polymerschmelze. Als Folge des niedrigeren Luftanteils ist die Schmelze untersättigt und die Luft in den verbliebenen Blasen diffundiert schneller in die Schmelze. Die zeitliche Vermessung des Blasendurchmessers und dessen mathematische Beschreibung mit dem Modell von Gogos zeigen, dass der Sättigungsgrad der Polymerschmelze die treibende Kraft bei der Blasendiffusion ist und die Lebensdauer einer eingeschlossenen Luftblase im Rotationsformprozess maßgeblich bestimmt. Dies belegen auch Sinterversuche mit untersättigten LLDPE-Schmelzen, die bei partiellem Vakuum durchgeführt wurden: Sättigungsrade von 70 bis 80 % führen zu einem blasenfreien Gefüge. Für eine Steigerung der Effektivität des Rotationsformprozesses gibt es danach zwei Möglichkeiten, nämlich PEG-Zusatz oder die Anwendung eines partiellen Vakuums während des Sintervorgangs. PEG-Zusatz zeigt bereits in sehr geringen Massenanteilen eine signifikante Verbesserung der mechanischen Eigenschaften in rotationsformenden und sinternden Herstellungsverfahren. So kann beim Rotationsformen mit der Zugabe von 0,2 wt.% PEG die Kerbschlagzähigkeit um 33 %, der Zugmodul um 23 %, die Streckspannung um 5 % und die Bruchdehnung um 83 % gesteigert werden. Die Produktivität des Rotationsformverfahrens kann somit je nach Bauteil um ca. 20–30 % gesteigert bzw. 30–40 % der Heizenergie eingespart werden. Auch die Anwendung eines partiellen Vakuums von 700 mbar führt zu einer deutlichen Steigerung der mechanischen Eigenschaften. So konnten z. B. die Kerbschlagzähigkeit um 15 %, das Zugmodul um 7 %, die Streckspannung um 9 % und die Bruchdehnung um 71 % erhöht werden. A major problem in rotomolding are bubbles of entrapped air, which not only reduce the mechanical strength and extend the processing time, but also affect the aesthetic appeal of the shapes produced. Surprisingly, Kulikov and colleagues (2009) demonstrated that a small amount of polyethylene glycol (PEG) added to the polymer accelerates the sintering and drastically reduces the number of air bubbles. The objective of the current work is to explain why PEG is so effective in the sintering process, and to explore the resulting improvements of the mechanical properties. Rheological measurements show a slight reduction of the viscosity at low tempera-tures due to the addition of PEG. However, the viscosity decrease is not sufficient to enhance the sintering process. On the other hand, two-particles sintering experiments, which can be described excellently with the Bellehumeur model, show an increased heat transfer by adding PEG. Sinter experiments using powder beds of LLDPE particles with PEG added demon-strate that the effect of the PEG occurs immediately after the melting of LLDPE. PEG melts at lower temperatures than LLDPE and wets the LLDPE particles. As a result, air is forced out of the powder bed and the fraction of entrapped gas, which is enclosed by the polymer melt, is smaller. The solubility of gases and correspondingly the saturation concentration of air in the polymer melt increases with increasing temperature. As a result of the lower gas fraction entrapped in bubbles, the gas concentration absorbed by the polymer melt is below saturation, and the air in the remaining bubbles diffuses faster into the melt. Measurements of the time dependence of bubble diameters in the melt were performed, and by use of the Gogos model it could be shown that the degree of gas saturation of the polymer melt is the driving force in the bubble diffusion process during the sintering process, and determines the life time of enclosed gas bubbles. This is also confirmed by sintering experiments with un-saturated LLDPE melts, which were carried out under partial vacuum and lead to shapes without any air bubbles. According, there are two possibilities for increasing the efficiency of the rotomolding process, either by adding PEG or by the application of a partial vacuum during sintering. Even small concentrations of PEG show a significant improvement of the mechanical properties in the sintering process. The impact strength can be increased by 33 %, the tensile modulus by 23 %, the yield stress by 5 % and the elongation to fracture by 83 %. Depending on the shape produced, the productivity of the rotomolding process can be increased by up to 20–30 %, or up to 30–40 % of heating energy can be saved. The application of a partial vacuum of 700 mbar also leads to a significant increase in the mechanical properties. For example, the impact strength could be increased by 15%, the tensile modulus by 7 %, the yield stress by 9 % and the elongation to fracture by 71 %.
Verarbeitung Und Charakterisierung Von Polyamid 6 Polyhydroxybutyrat Blends
DOWNLOAD
Author : Dill, Svenja
language : de
Publisher: Universitätsverlag der TU Berlin
Release Date : 2020-06-04
Verarbeitung Und Charakterisierung Von Polyamid 6 Polyhydroxybutyrat Blends written by Dill, Svenja and has been published by Universitätsverlag der TU Berlin this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2020-06-04 with Science categories.
Aufgrund der deutlich unterschiedlichen Verarbeitungsbereiche von Polyhydroxybutyrat (PHB) und Polyamid 6 (PA 6) ist die gemeinsame Verarbeitung der beiden Polymere eine verfahrenstechnische Herausforderung. Um die Verträglichkeit und Prozessfähigkeit der PA 6-PHB-Blends beurteilen zu können, wurde somit zunächst ein geeigneter Aufbereitungsprozess auf einem Doppelschneckenextruder entwickelt. Zudem erfolgte die Herstellung von maleierten PHB (C) als Verträglichkeitsvermittler. An zwei- und dreikomponentigen Blends konnte gezeigt werden, dass die Herstellung der Blends möglich ist, diese jedoch zu ausgeprägter Koaleszenz neigen. Die C-Typen bewirken zwar teilweise eine Verfeinerung der Morphologie, vermeiden die Koaleszenz jedoch nicht effektiv. Durch rasterkraftmikroskopische Aufnahmen und mechanische Untersuchungen kann allerdings eine begrenzte Kompatibilisierwirkung nachgewiesen werden. Zudem wird deutlich, dass ein synergistischer Versteifungseffekt zu erhöhten Zugmoduln der Blends führt. Hierdurch werden im spritztrockenen Zustand bis zu 131% des reinen PA 6-Wertes und nach der Konditionierung 151% erreicht. Mittels dynamischer Differenzkalorimetrie und Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie konnte der Effekt auf die Erhöhung der Kristallinität zurückgeführt werden. Due to the significantly different processing ranges of polyhydroxybutyrate (PHB) and polyamide 6 (PA 6), the combined processing of the two polymers is a process engineering challenge. In order to assess the compatibility and processability of the PA 6-PHB blends, a suitable compounding process was therefore first developed on a twin-screw extruder. In addition, the production of maleated PHB (C) as a compatibilizer was carried out. It could be shown on two- and three-component blends that it is possible to produce the blends, but that they tend to have a pronounced coalescence. Although the C-types partially refine the morphology, they do not effectively prevent coalescence. However, a limited compatibility effect can be demonstrated by atomic force microscopic images and mechanical examinations. Furthermore, a synergistic stiffening effect leads to increased tensile moduli of the blends. This results in up to 131% of the pure PA 6 value in the dry-as-mould state and 151% after conditioning. Using dynamic differential calorimetry and Fourier transform infrared spectroscopy, the effect could be attributed to the increase in crystallinity.
Herstellung Und Eigenschaften Von Spritzguss Formteilen Mit 3d Gedruckten Inserts Zur Lokalen Verst Rkung
DOWNLOAD
Author : Klaski, Jens
language : de
Publisher: Universitätsverlag der TU Berlin
Release Date : 2020-10-13
Herstellung Und Eigenschaften Von Spritzguss Formteilen Mit 3d Gedruckten Inserts Zur Lokalen Verst Rkung written by Klaski, Jens and has been published by Universitätsverlag der TU Berlin this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2020-10-13 with Technology & Engineering categories.
In der vorliegenden Dissertation wird die Kombination der Fertigungsverfahren Spritzguss und 3D-Druck untersucht. Es werden einige Anwendungen für die Verfahrenskombination aufgezeigt, wobei die Untersuchung der lokalen Verstärkung von Spritzgussteilen im Fokus steht. Für die Untersuchung der Verstärkung werden Inserts, welche mittels des Verfahrens Fused Deposition Modeling hergestellt werden, in einem zur Herstellung von Hybridbauteilen angepassten Zugprüfstabwerkzeug umspritzt. Dabei wurden Materialien und Geometrien variiert, um Effekte, Wechselwirkungen und die Grenzen des Prozesses zu untersuchen. Die verwendeten Materialien werden hierzu umfassend charakterisiert und die Fertigungsprozesse näher betrachtet, wobei das Hauptaugenmerk auf dem Verfahren Fused Deposition Modeling liegt. Dieses Verfahren wird anhand umfangreicher Recherchen näher beschrieben und durch Versuche ergänzt. Es konnte gezeigt werden, dass bei bestimmten Materialkombinationen und Geometrien Festigkeitssteigerungen bei Hybridbauteilen gegenüber rein spritzgegossenen Bauteilen erreicht werden können. Jedoch zeigte sich, dass die Kombination von glasfaserverstärkten Insertmaterial mit Spritzgießmaterialien aufgrund herausragender Glasfasern zum vorzeitigen Versagen der Hybridbauteile bei ungünstiger Auslegung führen kann. In this dissertation, the combination of injection molding and 3D printing is examined. Some applications for the process combination are shown with a focus on the investigation of the local reinforcement of injection molded parts. For the investigation of the reinforcement, 3D-printed inserts (fused deposition modeling) are overmolded in a tensile test tool adapted for the production of hybrid components. Different materials and geometries were used in order to investigate effects, interactions and the limits of the process. The utilized materials are comprehensively characterized and the manufacturing processes are closely examined, with the main focus on the process of fused deposition modeling. This process is described in more detail based on extensive research and tests. It could be shown that with certain material combinations and geometries, strength increases can be achieved in hybrid components compared to purely injection molded components. However, it turned out that the combination of glass fiber reinforced insert material with injection molding materials due to outstanding glass fibers can lead to premature failure of hybrid components with an unfavorable design.
Rheologische Untersuchungen Zum Einfluss Des Tbpmn Netzwerkes Auf Die Scherinduzierte Kristallisation Von Polypropylen
DOWNLOAD
Author : Kurz, Alexander
language : de
Publisher: Universitätsverlag der TU Berlin
Release Date : 2014-01-27
Rheologische Untersuchungen Zum Einfluss Des Tbpmn Netzwerkes Auf Die Scherinduzierte Kristallisation Von Polypropylen written by Kurz, Alexander and has been published by Universitätsverlag der TU Berlin this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2014-01-27 with Technology & Engineering categories.
Kunststofferzeugnisse aus Polypropylen besitzen auf Grund der großen Produkt- und Eigenschaftsvielfalt einen enormen Verbreitungsgrad. Als teilkristalliner Thermoplast zeichnet sich isotaktisches Polypropylen (iPP) zudem durch zwei dominierende Kristallmodifikationen (α-iPP und β-iPP) mit unterschiedlichen Strukturen und Eigenschaften aus. Die Verarbeitungsverfahren erstrecken sich vom Spritzgießen über das Blasformen bis hin zum Tiefziehen und Schweißen. Dabei wird der Kunststoff einer großen Scherdeformation unterworfen, die einen prägenden Einfluss auf die Mikrostruktur und auf die makroskopischen Eigenschaften hat. Eine gleichzeitig zur Abkühlung einwirkende Scherdeformation kann die Kristallisation beschleunigen und Gefügeorientierungen hervorrufen. Der Einsatz und die stetige Verbesserung von Sorbitol-Derivaten als Nukleierungsmittel in iPP ist von hoher technischer und wirtschaftlicher Bedeutung. Mit ihrer Verwendung wird eine Gefügeverbesserung sowie eine gezielte Beeinflussung der mechanischen und optischen Eigenschaften angestrebt. Ziel dieser Arbeit ist es, für isotaktisches Polypropylen (α-iPP) das Phasenverhalten und die Nukleierungswirkung der aktuellen Sorbitol-Entwicklung 1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-O-[(4-propylphenyl)-methylen]-nonitol (TBPMN) eingehend thermodynamisch, rheologisch und röntgenographisch zu charakterisieren. Im Ergebnis konnten thermodynamische und linear-viskoelastische Untersuchungen zur TBPMN-Ausscheidungsdynamik eine graduelle Zunahme der Umwandlungstem-peraturen mit steigendem TBPMN-Anteil nachweisen. Ein Optimum von Kristallinität und von Nukleierungseffizenz wird schon bei geringem TBPMN-Gehalt erzielt und eine weitere Konzentrationserhöhung ermöglicht lediglich eine minimale Steigerung der Nukleierungswirkung. Die iPP/TBPMN-Systeme zeichnen sich im Zustand der homogenen Schmelze durch ein identisches linear-viskoelastisches Verhalten aus. Erst bei Erreichen der konzentrationsspezifischen Ausscheidungstemperaturen tritt thermorheologisch komplexes Verhalten auf. Die Fibrillen-Struktur des TBPMNs zeigt sich im van Gurp-Palmen-Plot durch Minima der Gelsteifigkeit. Schon geringe TBPMN-Konzentrationen bewirken eine signifikante Beschleunigung der Kristallisation. Bei Scherdeformationen mit konstanter Scherrate lässt sich für alle nukleierten Systeme ein exponentieller Zusammenhang von Induktionszeit und Scherrate feststellen. Dabei kann durch die Berechnung der Weissenberg-Zahlen für nicht-modifiziertes iPP ein molekularer Bezug für den Übergang von punktförmigen Keimen zu orientieren Kettensegmenten hergestellt werden. Im Gegensatz zu der geringen Konzentrationsabhängigkeit bei Scherung mit konstanter Scherrate führt eine kurzzeitige Scherung zu einer TBPMN-Abhängigkeit mit Potenzcharakter. Die Induktionszeitabnahme erfolgt reziprok proportional zur Nukleierungsmitteloberfläche, so dass die Annahme eines epitaktischen Aufwachsens von iPP auf TBPMN-Fibrillen bestätigt wird. Durch Ex-situ-Weitwinkel-Röntgenbeugung (WAXD) wird eine deutliche Texturbildung in Abhängigkeit vom rheologischen Deformationsprofil nachgewiesen. Eine detaillierte Analyse der kristallographischen Verzweigungsbildung von iPP zeigt, dass diese unabhängig vom Nukleierungsmittel TBPMN und ausschließlich deformationsbestimmt erfolgt. The properties of plastics are strongly influenced by the method of manufacture, processing conditions and microstructure. Hence, polymer crystallization has attracted great scientific and industrial attention during the past 30 years. Isotactic polypropylene (iPP) is a commonly used semi-crystalline thermoplastic with exceptional mechanical properties. Since the α-phase of iPP is the thermodynamically stable crystalline form, it is the most common modification of iPP. Current investigations concerning crystallization kinetics of polypropylene have led to the development of a vast variety of novel nucleating agents. The use of organic nucleators, for example sorbitol derivates, facilitates increased efficiencies of nucleation, because polymer chains epitaxially crystallize at these finely dispersed sugar networks. The present study aimed to investigate the crystallization kinetics and the nucleation efficiency of iPP blended with the novel sorbitol derivate 1,2,3-trideoxy-4,6:5,7-bis-O-[(4-propylphenyl)-methylene]-nonitol (TBPMN). Special emphasis was given to iPP/TBPMN phase behaviour and to the effect of shear deformation on the microstructure formation. A standard isotactic polypropylene with narrow MWD was blended by extrusion with various concentrations of TBPMN. Dynamic DSC analysis of nucleated iPP at quiescent conditions verified a general improvement of crystallinity and nucleation efficiency. Furthermore, reaction of iPP with TBPMN was analysed by dynamic DSC experiments in order to evaluate phase behaviour and miscibility. The thermal stability of TBPMN was evaluated by TGA measurements in oxygen and nitrogen atmosphere. Finally the degradation products of the nucleating agent were characterized by means of FTIR spectroscopy. Crystallization kinetics of iPP under shear treatment were dominated by TBPMN and its network formation during liquid-solid phase separation. Oscillative temperature sweeps within the linear viscoelastic regime allowed a characterization of gelation and temperature hysteresis. An optimum in the nucleation efficiency was reached at small concentrations of TBPMN although larger amounts of sorbitol led to an increase in transition temperatures. Furthermore, phase separation effects and their influence on flow induced crystallization (FIC) were analyzed by linear oscillative shear rheology at different temperature histories related to TBPMN transition temperatures. Prior to TBPMN phase separation from the homogeneous melt, all nucleated systems showed the same linear viscoelastic characteristics as non-modified iPP. But at the starting point of liquid-solid phase separation, a change in the viscoelastic response to thermorheological complexity was detected. In order to investigate the formation of flow orientated iPP crystals, various deformation histories were imposed on the TBPMN network prior to polypropylene crystallization. Step-shear and continuous-shear experiments were performed in order to study the dominating effects on flow induced crystallization kinetics such as shear rate or shear time. Continuous shear histories with constant shear rate resulted in an exponential relation between induction times and shear rate. Based on the determination of Weissenberg numbers (We) for non-modified iPP, a correlation of the transition from point-like nuclei to oriented structures was obtained. In contrast to deformations with constant shear rate, step-shear experiments revealed a power law dependency between TBPMN content and induction times. The power law exponent obtained from the experimental data indicates an epitaxial growth of polypropylene chains on TBPMN fibrilla. WAXD analysis of reflections of the iPP α-crystals showed a strong alignment of the polymer chains due to FIC as well as a shear deformation dependency of crystallographic branching, especially for step-shear histories.
Einfluss Der Verfahrenstechnik Eines Planetwalzenextruders Auf Die Elektrische Leitf Higkeit Ru Gef Llter Polyolefine
DOWNLOAD
Author : Taufertshöfer, Thomas
language : de
Publisher: Universitätsverlag der TU Berlin
Release Date : 2014-08-18
Einfluss Der Verfahrenstechnik Eines Planetwalzenextruders Auf Die Elektrische Leitf Higkeit Ru Gef Llter Polyolefine written by Taufertshöfer, Thomas and has been published by Universitätsverlag der TU Berlin this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2014-08-18 with Technology & Engineering categories.
Um Kunststoffe gezielt elektrisch leitfähig auszurüsten, werden beim Compoundieren Füllstoffe in die Polymermatrix gemischt. Nimmt man die schwarze Farbe in Kauf, dann ist Ruß das Mittel der Wahl, weil es am besten zu verarbeiten und am wirtschaftlichsten ist. Der Mischvorgang stellt die größte Herausforderung an den Compoundeur dar. Für ein gutes Compound soll der Ruß unter Beibehaltung seiner – scherempfindlichen – Struktur homogen in der Polymermatrix verteilt werden. Wenn es gelingt, die Struktur des Rußes zu erhalten, kann ein durchgehendes, elektrisch leitfähiges Netzwerk des Rußes mit geringerem Füllstoffanteil erreicht werden. Diese Arbeit untersucht den Einfluss der Verfahrenstechnik eines Planetwalzenextruders (PWE) auf die elektrische Leitfähigkeit von rußgefüllten Polyolefinen. Dazu werden Compounds auf Basis teilkristalliner Kunststoffe unter verschiedenen Verarbeitungsbedingungen und mit unterschiedlichen Rußgehalten hergestellt. Ermittelt wird die elektrische Leitfähigkeit an spritzgegossenen und gepressten Probekörpern. Außer den elektrischen werden morphologische und mechanische Eigenschaften untersucht. Beim Verfahren des Spritzgießens führt die Dosierung direkt in die Schmelze zur höchsten elektrischen Leitfähigkeit, beim Verfahren des Plattenpressens zur geringsten. Eine weitere Erkenntnis dieser Arbeit ist, dass die elektrische Leitfähigkeit weniger von der Verfahrenstechnik des Planetwalzenextruders beeinflusst wird als von der Rußsorte, dem Rußgehalt und dem Verarbeitungsverfahren. Bei der Betrachtung der mechanischen Eigenschaften der Probekörper wird erwartungsgemäß festgestellt, dass die Kerbschlagzähigkeit und die Dehnungswerte mit zunehmendem Rußgehalt abnehmen, die für die Festigkeit relevanten Kennwerte wie Zugmodul und Bruchspannung jedoch verbessert werden. To convert electrically isolating polymers into conductive materials, conductive fillers are mixed into the polymer matrix by melt compounding. Carbon black is the filler of choice due to easy handling and low costs, provided that the resulting black colour of the compound is acceptable. The biggest challenge for the compounding process is setting the optimal conditions. In order to obtain a conductive compound, the carbon black must be distributed homogeneously in the polymer matrix without losing its shear-sensitive structure during this process, so that a continuous, electrically conductive network of carbon black is achieved at a low percolation threshold. This work examines the influence of the process technology of planetary roller extruders (PWE) on the electrical conductivity of carbon black-filled polyolefins. Compounds are manufactured on the basis of polyethylene and polypropylene under different process conditions and with different contents of carbon black. The electrical conductivity of both injection molded and pressed specimens is measured. In addition to the electrical properties, the morphological and mechanical properties are also investigated. In the case of injection molded samples, feeding the carbon black directly into the melt zone of the PWE leads to the highest electrical conductivity, while for samples produced by pressing the lowest electrical conductivity is obtained. Another finding of this work is that the electrical conductivity of carbon black-filled polyolefins is less affected by the process technology of the planetary roller extruder than by the type of carbon black, the carbon black content, and the processing method. When considering the mechanical properties of the specimen it is found that as expected, impact strength and elongation at break decrease with increasing carbon black content, while tensile modulus and fracture stress are improved.
Verfahrensentwicklung Zur Herstellung Gebrauchsbest Ndiger Kleinststrukturierter Kunststoffbauteile
DOWNLOAD
Author : Michael Kübler
language : de
Publisher: Univerlagtuberlin
Release Date : 2010
Verfahrensentwicklung Zur Herstellung Gebrauchsbest Ndiger Kleinststrukturierter Kunststoffbauteile written by Michael Kübler and has been published by Univerlagtuberlin this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2010 with categories.
Polymer Modified Bitumen
DOWNLOAD
Author : Tony McNally
language : en
Publisher: Elsevier
Release Date : 2011-09-15
Polymer Modified Bitumen written by Tony McNally and has been published by Elsevier this book supported file pdf, txt, epub, kindle and other format this book has been release on 2011-09-15 with Technology & Engineering categories.
The addition of polymers to bitumen allows the modification of certain physical properties, such as softening point, brittleness and ductility, of the bitumen. Polymer modified bitumen: Properties and characterisation provides a valuable and in-depth coverage of the science and technology of polymer modified bitumen.After an initial introduction to bitumen and polymer modified bitumen, the book is divided into two parts. Chapters in part one focus on the preparation and properties of a range of polymer modified bitumen, including polymer bitumen emulsions, modification of bitumen with poly (urethanes), waste rubber and plastic and polypropylene fibres. Part two addresses the characterisation and properties of polymer modified bitumen. Chapter topics covered include rheology, simulated and actual long term ageing studies; the solubility of bituminous binders in fuels and the use of Fourier transform infrared spectroscopy to study ageing/oxidation of polymer modified bitumen.Polymer modified bitumen is an essential reference for scientists and engineers, from both academia and the civil engineering and transport industries, interested in the properties and characterisation of polymer modified bitumen. - Provides a comprehensive and in-depth coverage of the science and technology of polymer modified bitumen - Focuses on the preparation and properties of a range of polymer modified bitumen, including emulsions, modification of bitumen with poly(urethanes), waste rubber and plastic as well as polypropylene fibres - Addresses the characterization and properties of polymer modified bitumen, including rheology, simulated and actual long term ageing studies, and the solubility of bituminous binders in fuels