Tailored Thermosets & Biomaterials

Das Kompetenzfeld Tailored Thermosets and Biomaterials adressiert interdisziplinär die Schwerpunktbereiche Energie, Mobilität und Ökoeffizienz. Fachliches Kernelement ist die Entwicklung von reaktiven multifunktionellen Verbundwerkstoffen im Kontext von umweltverträglichen Herstellungsprozessen und maßgeschneiderten Eigenschaften.

Im Fokus steht die Erschließung eines innovativen „Werkstoffbaukastens“ als Bottom-up Technologieplattform, mit neuen Materialien vorzugsweise aus nachhaltigen Ausgangsstoffen sowie funktionellen Füll- und Verstärkungsstoffen. Besonders Stoffe mit interagierender Wechselwirkung zwischen Matrix und Teilchen und die Nutzung von Wirkprinzipien aus der Natur sind von Interesse. Weiterentwickelt werden Kompetenzen im physikalischen, chemischen und besonders bruch-mechanischen Methodenspektrum.

Schwerpunkte sind die Aufklärung von Strukturen und Eigenschaften auf Mikro-/Nanoskala sowie des Versagensverhaltens (Ermüdungsrissausbreitung, Spannungsrissbildung). Es werden neue Messmethoden wie beispielsweise die Temperaturmodulierte Optische Refraktometrie (TMOR) eingesetzt. Ziel ist also, aus dem Grundlagenverständnis von Morphologien, Mechanismen und korrelierenden Modellen heraus die Werkstoffinnovation zu entwickeln.

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 Biobasierte Schäume, Triobologische Beschichtungen
Luft- & Raumfahrt Multifunktionale Matrizes
Maschinen- und Anlagenbau Walzenbezüge, Gleitlager
Energietechnik Zähmodifizierte Polymermatrizes
Bauwesen Dauerhafte Armierungen, Isolationsschäume

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
  • Weiterentwicklung von Charakterisierungsmethoden

Werkstoffe und Fragestellungen

Typische Werkstoffe

  • Reaktivsysteme, biobasierte Werkstoffe, Mikro-/Nanofüllstoffe, Holz, Fasern

Typische Fragen

  • Wie kann man die Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit von 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

  • Klingler, A.

    Morphology and Fracture of Block Copolymer and Core-Shell Rubber Particle Modified Epoxies and their Carbon Fibre Reinforced Composites

  • Kopietz, M.

    Modifizierte, phosphatfreie Organomineralharze in glas- und basaltfaserverstärkten Kunststoffen

  • 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

    Preparation and characterization of bionanocomposite films based on wheat starch and reinforced with cellulose nanocrystals

    https://doi.org/10.1007/s10570-021-04017-z

    Flexural and fracture mechanical properties of in situ particulate reinforced organomineral hybrid resins modified by organofunctional silanes

    Composites Science and Technology 2019. doi: 10.1016/j.compscitech.2019.02.013

    https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0266353818328367

    Chemically Functionalized Cellulose Nanocrystals as Reactive Filler in Bio-Based Polyurethane Foams

    https://doi.org/10.3390/polym13152556

    Eco-friendly and Sustainable Processing of Wood Based Materials

    Green Chem., 2021, DOI: 10.1039/D0GC04430J.

    https://doi.org/10.1039/D0GC04430J

    Novel Approach in B-Staging of an Epoxy Resin for Development of rCF Non-Woven Prepregs for RTP Processing

    https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.809.521