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A contribution to the fundamental understanding of Shear-Refinement of polymer melts by entanglement manipulation

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Verbesserte Verarbeitbarkeit von Polymeren

Polymere bilden die Grundlage für zahlreiche Produkte, die aus geschmolzenen Polymermischungen hergestellt werden. Die neuere Forschung untermauert das Potenzial einer Prozessbehandlung zur Verringerung der Viskosität, welche die Tür zu neuartigen Formulierungen mit Hightech-Füllstoffen aufstößt.

Industrielle Technologien

Polymere, wie Kunststoffe oft genannt werden, sind mittlerweile allgegenwärtig. Sie sind in vielerlei Produkten von Lebensmittel- und Getränkeverpackungen bis hin zu Fahrzeugkomponenten und Unterhaltungselektronik zu finden und bilden eine wichtige Säule der EU-Wirtschaft. Die Viskosität spielt eine überaus entscheidende Rolle für die Verarbeitbarkeit, da üblicherweise eine Polymerschmelze zum Füllen einer Form verwendet wird. Eine hohe Viskosität (d. h. innere Reibung und Strömungswiderstand) beeinflusst Verarbeitungstemperatur, Zykluszeit, Produktivität und Produktqualität. Mit Niederfrequenz gepulste Scherungs- und mechanische Dehnungsbehandlung tragen zur Reduzierung der Scherspannung bei. So könnte die Orientierung der Schmelze während der Extrusion (nachhaltige Ausrichtung oder Entwirrung der normalerweise verknäuelten Polymerketten) unterstützt werden. Das Thema wird jedoch angesichts widersprüchlicher bestehender Theorien kontrovers diskutiert. Die EU-finanzierten Wissenschaftler untersuchten die physikalischen Mechanismen der nachhaltigen Ausrichtung mit Hilfe der EU-Finanzmittels des Projekts SISAPEM. Die Forscher leisteten einen unschätzbaren Beitrag zum Gebiet der Polymerwissenschaft, indem sie die Existenz und die Mechanismen der nachhaltigen Ausrichtung nachprüften. Eine Verringerung der Viskosität von Hightech-Polymermischungen mit hohen Konzentrationen an Füllstoffen, die Kohlenstoffnanoröhren enthalten, eröffnet wichtige neue Märkte für die Polymerindustrie. Dazu zählen die Herstellung von Flammschutzmitteln und Komponenten mit hoher elektrischer Leitfähigkeit. Die zukünftige Forschungsarbeit wird sich auf die Steuerung der Viskosität von Polymerschmelzen unter Einsatz von mit niedriger Frequenz gepulsten Scherungs- und mechanischen Dehnungsbehandlungen während des Prozessverlaufs konzentrieren. Von den SISAPEM-Ergebnissen ist eine Flut von Forschungsbestrebungen und Entdeckungen zu erwarten. Sie werden zweifellos überlegene Komponenten für Hightech-Geräte hervorbringen.

Schlüsselbegriffe

Polymere, Viskosität, Füllstoffe, Polymerschmelze niederfrequent gepulste Scherung, mechanische Behandlung, nachhaltige Ausrichtung, Entwirrung

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