Tailored Thermosets & Biomaterials

Das Kompetenzfeld Tailored Thermosets & Biomaterials entwickelt Verbundwerkstoffe mit funktionellen Eigenschaften auf Basis von duroplastischen Polymeren, Biopolymeren, Hybridsystemen und Nanokompositen. Wir setzen biobasierte, umweltverträgliche Ressourcen überall dort ein, wo es technisch, ökonomisch und ökologisch sinnvoll ist. Ziel ist die Anpassung und Verbesserung von Werkstoff- eigenschaften und die Integration mehrerer Funktionen in einem einzigen Werkstoff. Anforderungen sind z.B. hoher Modul und Festigkeit bei exzellenter Schadenstoleranz, Flammresistenz, elektrische Leitfähigkeit, Wärme-/Lärm-/Korrosionsschutz, Barriere-Wirkung, niedriger Verschleiß und „eingebaute“ Schmierwirkung und Recyclingfähigkeit.

Wir erarbeiten Lösungen, um umweltschädliche Lösungsmittel in Polymeren durch umweltverträgliche zu ersetzen. Die entwickelten Werkstoffe werden z.B. als Komposite, Schäume, Bulk-Harze und Beschichtungen eingesetzt. Wir nutzen auch die Nanotechnologie zur Verstärkung von Polymeren u.a. mit eigens am IVW synthetisierten oder kommerziell erhältlichen Nanopartikeln. Um den Aufwand der Dis- pergierung zu umgehen und die Prozesskosten zu reduzieren, setzen wir neuartige Polymere ein, welche durch Selbstorganisation während des Herstellungsprozesses Mikro- und Nanostrukturen bilden und dadurch zu Eigenschaftsverbesserungen führen.

Dr.-Ing.

Bernd Wetzel

Technisch-Wissenschaftlicher Direktor Werkstoffwissenschaft & Kompetenzfeldleiter Tailored Thermosets & Biomaterials

Spezielle Expertise:
Multifunktionelle Duroplaste, Nanocomposites, Tribologie, Bruchmechanik, Struktur-Eigenschaftsbeziehungen
Raum: 58/578
Branchen Anwendungen (Beispiele)
Fahrzeugbau Beschichtungen auf Motorkolben und Gleitagern
Luftfahrt Korrosionsschutz
Maschinen- und Anlagenbau Walzenbezüge, Gleitlager
Energietechnik Barriereeigenschaften
Bauwesen Kanalsanierung, Modifikation von Naturfasern

Spezielle Leistungsmerkmale

  • Breite Expertise in der Werkstoffauswahl, Verarbeitung und Charakterisierung
  • Entwicklung von duroplastischen Verbundwerkstoffen mit maßgeschneiderten, multifunktionalen Eigenschaften
  • Skalierbare Verarbeitungstechnologien und -verfahren nach industriellem Standard
  • Synthese von Nanopartikeln und Kern-Schale-Partikeln

Werkstoffe und Fragestellungen

Typische Werkstoffe

  • Duroplaste, Thermoplaste, Elastomere, biobasierte Polymere, keramische und organische Mikro- und Nanopartikel, CNT, Graphen, Fasern, selbstorganisierende Nanoteilchen

Typische Fragen

  • Wie kann man die Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit eines Duroplasten verbessern ohne die Kosten zu erhöhen?
  • Welche Duroplaste sind resistent gegen starke alkalische Medien, um ihre hohe Lebensdauer in der Anwendung zu erreichen?
  • Welchen gleichwertigen oder besseren Ersatzwerkstoff kann man für einen am Markt nicht mehr verfügbaren Werkstoff einsetzen?

Projekte im Kompetenzfeld Tailored Thermosets & Biomaterials

Veröffentlichungen aus der IVW Schriftenreihe in diesem Kompetenzfeld

  • Hassinger, I.

    Analyse und Entwicklung des Extrusionsprozesses zur Erhöhung der Dispersionsqualität von Nanopartikel-Polyamid 6-Verbundwerkstoffen

  • Zhou, R.

    Nanoparticle-Filled Thermoplastics and Thermoplastic Elastomer: Structure - Property Relationships

  • Noll, A.

    Effektive Multifunktionalität von monomodal, bimodal und multimodal mit Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphit und kurzen Kohlenstofffasern gefülltem Polyphenylensulfid

  • Knör, N. F.

    Einfluss der Verarbeitungstechnologie und Werkstoffzusammensetzung auf die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von thermoplastischen Nanoverbundwerkstoffen

  • Medina, R.

    Rubber Toughened and Nanoparticle Reinforced Epoxy Composites

  • Bittmann, B.

    Ultraschalldispergierung von anorganischen Nanopartikeln in Epoxidharz und Charakterisierung der resultierenden Werkstoffe

  • Siengchin, S.

    Water-Mediated Melt Compounding to Produce Thermoplastic Polymer-Based Nanocomposites: Structure-Property Relationships

  • Harsch, M.

    Methoden und Ansätze zur spannungsarmen Vernetzung von Epoxidharzen

  • Zhang, H.

    Fracture of Nanoparticle Filled Polymer Composites

  • Yang, J.

    Characterization, Modeling and Prediction of the Creep Resistance of Polymer Nanocomposites

  • Wetzel, B.

    Mechanische Eigenschaften von Nanoverbundwerkstoffen aus Epoxydharz und keramischen Nanoparktikeln

  • Wiedmer, S.

    Zur Pultrusion von thermoplastischen Halbzeugen: Prozessanalyse und Modellbildung

  • Gatos, K.G.

    Structure-Property Relationships in Rubber/Layered Silicate Nanocomposites

  • Rosso, P.

    Erfassung und Bewertung von Grenzschichteffekten in neuartigen kohlenstofffaserverstärkten Polymeren

  • Jost, N.

    Vernetzung und Chemorheologie von Duromeren mit hybrider und interpenetrierender Struktur

  • Hoffmann, J.

    Entwicklung einer neuartigen Fertigungstechnik zur Herstellung resorbierbarer Microfibrillarer Composites

  • Rodermund, D.

    Styrolfreie Vinylesterharze zur Verwendung in Verbunddübeln

  • Fuhrmann, I.

    Photochemische Modifizierung von Gummipartikeln - ein Beitrag zur stofflichen Wiederverwertung von Altgummi

  • Barkoula, N.-M.

    Solid particle erosion behaviour of polymers and polymeric composites

  • Papke, N.

    Neue thermoplastische Elastomere mit co-kontinuierlicher Phasenstruktur auf Basis von Polyester/Elastomer Blends unter Verwendung gezielt chemisch funktionalisierter Elastomere

  • Gremmels, J.

    Partieller hygrothermischer Abbau von Polyester-Polyurethan und dessen Anwendung - ein Beitrag zur Entwicklung eines neuen Recyclingverfahrens

  • Bechtold, G.

    Pultrusion von geflochtenen und axial verstärkten Thermoplast-Halbzeugen und deren zerstörungsfreie Porengehaltsbestimmung

    Externe Veröffentlichung "Tailored Thermosets & Biomaterials"

    The effect of block copolymer and core-shell rubber hybrid toughening on morphology and fracture of epoxy-based fibre reinforced composites.

    Engineering Fracture Mechanics 2018. doi: 10.1016/j.engfrac-mech.2018.06.044

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013794418300778