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Interactively connecting our polymer production design

Projektbeschreibung

Überwindung der Lücke zwischen der Polymerchemie und Fertigung

Innovationen bei der Entwicklung hochwertiger, effizienter und recycelbarer Polymere werden durch Probleme des Energieverbrauchs, der Produktheterogenität und der mangelhaften Integration zwischen Synthese und Verarbeitung behindert. Die Polymerreaktionstechnik und Polymerverarbeitung arbeiten heute weitgehend unabhängig voneinander, was die Leistungsoptimierung einschränkt. Das ERC-finanzierte Projekt POLY-DESIGN wird diese Lücke mit einem Werkzeug der nächsten Generation zur Multiskalenmodellierung schließen. Durch die Verfolgung molekularer und morphologischer Veränderungen über alle Längenskalen hinweg ist das Werkzeug in der Lage, Aspekte des Polymerverhaltens von der chemischen Synthese bis hin zur endgültigen Formgebung vorauszusagen. Es kann auf lineare, verzweigte, vernetzte und gemischte Polymere angewendet werden. Insgesamt verfolgt POLY-DESIGN das Ziel, nachhaltige, kostengünstige und qualitativ hochwertigere Polymere zu liefern. Dies wird die Herstellung von Standard- und Hightech-Polymeren revolutionieren.

Ziel

A challenge in the polymer industry is the design of molecular and morphological properties along the whole production chain, minimizing energy consumption and product heterogeneity, and ensuring recyclability. Ideally, we need to track the compositional/topological variations and interactions of individual species during (i) synthesis, hence, the polymer reaction engineering (PRE) stage; and (ii) downstream final material shaping, hence, the polymer processing (PP) stage (e.g. (reactive) extrusion).

Today, the connection between the PRE and PP stage is weak and monodirectional, with only average, not distributed, ballpark PRE characteristics inputted in PP optimization. Both stages although share common bottlenecks such as micro-scale viscosity changes, meso-scale mixing limitations, and macro-scale concentration/temperature gradients.

POLY-DESIGN aims at next-generation polymer performance intensification and functionality design by a generic PRE-PP multi-scale modelling tool, tracking all changes at all length scales during synthesis and processing. This ambitious approach interactively connecting PRE and PP can tackle complex demanding products, and cost efficiently produced goods that will drive the commodity and high-tech polymer market.

A validated PRE multi-scale modelling tool is applied to access all distributed PRE characteristics, uniquely for (i) linear and branched/crosslinked (co)polymers; (i) lab and commercial polymers; and (iii) pure polymers and their blends. The polymer (blend) viscoelasticity is calculated with a multi-scale PP modelling tool at any PP shear rate and temperature for any set of PRE characteristics. In this way, an industrial PP unit can be designed from the chemical to the material level and reversely thanks to a flexible PRE-PP connection.

Demonstrator cases are included for more sustainable and higher quality manufacturing of virgin and recycled polymers, benefiting from design in the PRE or PP stage, or both.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-ADG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSITEIT GENT
Netto-EU-Beitrag
€ 2 496 000,00
Adresse
SINT PIETERSNIEUWSTRAAT 25
9000 Gent
Belgien
Region
Vlaams Gewest Prov. Oost-Vlaanderen Arr. Gent
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

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