Einfluss der Polymerisationsbedingungen auf die thermischen und (bruch-)mechanischen Eigenschaften von Copolymer-modifizierten Kunststoffen

Das Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe (IVW) GmbH ist eine der weltweit führenden Einrichtungen auf dem Gebiet der Verbundwerkstoffe und erforscht deren gesamte Wertschöpfungskette von den wissenschaftlichen Grundlagen bis zum Bauteil. Zum nächstmöglichen Termin schreiben wir folgende studentische Arbeit aus:

Diplom- oder Masterarbeit (ggf. auch Studien- oder Bachelorarbeit)

mit dem Titel

Einfluss der Polymerisationsbedingungen auf die thermischen und (bruch-)mechanischen Eigenschaften von Copolymer-modifizierten Kunststoffen

Duroplastische Kunststoffe werden u.a. aufgrund ihrer thermischen Stabilität und ihrer hohen spezifischen Festigkeit z.B. im Flugzeugbau als polymere Matrixwerkstoffe eingesetzt. Die zeit- und  temperaturabhängige Polymerisation der flüssigen Ausgangskomponenten führt zu einem glasigen Festkörper, der durch seine ausgeprägten kovalenten Bindungsverhältnisse eine sehr geringe Schadenstoleranz zeigt. Sowohl die entstehende Morphologie als auch die thermischen und (bruch-)mechanischen Eigenschaften lassen sich jedoch durch die Auswahl der Polymerisationsbedingungen und, z.B. durch den Einsatz von (nano-)partikulären, in situ bildenden Füllstoffe (z.B. entmischende Copolymere) beeinflussen (siehe Abbildung).

Inhalte der Arbeit:

Im Rahmen der Arbeit soll der Einfluss der Polymerisationsbedingungen (isotherm und dynamisch) sowohl auf die thermischen als auch auf die bruchmechanischen Eigenschaften von Copolymer-modifizierten Kunststoffen untersucht werden. Auf Basis von internen Vorarbeiten und einer Literaturrecherche erfolgt erst eine systematische Herstellung der Materialien im Labor. Danach sollen - mittels dynamisch-mechanischer Analyse und kalorischen Messungen - die physikalischen Eigenschaften der hergestellten Materialien charakterisiert werden. Bruchmechanische Untersuchungen unter quasi-statischen und dynamischen Bedingungen (Ermüdungsrissausbreitung) dienen anschließend der Bestimmung der Schadenstoleranz. Das Ziel der Arbeit ist es, ein besseres Verständnis zwischen den Polymerisationsbedingungen und den sich ergebenden thermischen und bruchmechanischen Eigenschaften zu erzeugen.

Abhängig vom thematischen Hintergrund und dem Interesse der/des Studierenden sowie der im Studiengang geforderten Bearbeitungszeit kann der Inhalt der Arbeit angepasst werden.

Ihr Profil:

• Studium mit materialwissenschaftlichem Hintergrund (Maschinenbau, Physik, Chemie,…)
• Interesse an polymeren Verbundwerkstoffen
• Strukturierte Arbeitsweise, gute Kommunikationsfähigkeit
• Gute Englischkenntnisse sind von Vorteil