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Entwicklung maßgeschneiderter Compounds
Neben klassischen Thermoplasten wie Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Polyestern, Polyamiden, Polycarbonaten oder Styrolcopolymeren sowie deren Blends forschen wir an der Entwicklung von Biopolymeren, Wood Polymer Composites (WPC), Hochleistungskunststoffen, Nanocomposites und thermoplastischen Elastomeren (TPE).
Verarbeitung und Weiterbearbeitung von Kunststoffprodukten
Wir arbeiten an Themen mit starkem Bezug zur industriellen Umsetzung. Dabei können wir auf ein großes Netzwerk vertrauen, das unsere Kompetenzen ergänzt. So gelingt es uns, innovative Lösungen für Ihre Fragestellungen zu entwickeln.
Fehler entdecken und Gefahren minimieren
In der Kunststoffindustrie werden unterschiedliche Prüfmethoden zur Prozessüberwachung und Bauteilprüfung eingesetzt. Sie helfen bei der Schadensanalyse, Qualitätskontrolle und Produktüberwachung.
Auch im Abfall stecken wertvolle Rohstoffe
Wir arbeiten an Themen mit starkem Bezug zur industriellen Umsetzung. Dabei können wir auf ein großes Netzwerk vertrauen, das unsere Kompetenzen ergänzt. So gelingt es uns, innovative Lösungen für Ihre Fragestellungen zu entwickeln.
Analog war gestern – Industrie 4.0 ist die Zukunft
Die Digitalisierung ist ein Eckpfeiler der modernen Industrie. Sie birgt ein enormes Potenzial, um die Leistungen in der Produktion deutlich zu steigern und damit die Wettbewerbsfähigkeit in Deutschland zu stärken.
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Wetting Envelope
Entwicklung eines Verfahrens zur einfachen und schnellen Abschätzung der Adhäsion in Klebsystemen mittels Wetting Envelope
Projektdauer
Von: 01.05.2021 Bis: 31.10.2023Beschreibung
Zwar ist bekannt, dass kontrollierbare Oberflächeneigenschaften, wie u. a. Oberflächenenergie bzw. Benetzbarkeit und Oberflächenrauheit entscheidend für den Adhäsionsaufbau sind, jedoch gibt es in der Klebtechnik aktuell noch kein etabliertes Verfahren zur einfachen und schnellen Vorhersage der Adhäsion von Klebstoff und Fügepartner. Ziel dieses Forschungsvorhabens war es deshalb, das in der Lackbranche bereits etablierte Modell der Wetting Envelope, welches sich ausschließlich auf Benetzbarkeit stützt, auf Klebstoffe zu übertragen. Die Bestimmung der Oberflächenenergie von Flüssigkeiten und Klebstoffen erfolgt üblicherweise durch Kontaktwinkelmessungen am hängenden Tropfen. Diese Methode stößt jedoch ab einer gewissen Klebstoffviskosität an ihre Grenzen, weswegen im Projekt alternative Messverfahren zur Bestimmung der Oberflächenenergie (z.B. inverse Gaschromatographie) eingesetzt und evaluiert wurden.
Im Verlauf des Projekts konnte gezeigt werden, wie die Benetzungseigenschaften neben der Oberflächenenergie auch von der Rheologie und der Aushärtung des Klebstoffs beeinflusst werden. Auf Basis dieser beiden Einflussgrößen lässt sich eine ganzheitliche Betrachtung des Benetzungsverhaltens ableiten, die wesentlich über das ursprüngliche Modell der Wetting Envelope hinausgeht. Insgesamt betrachtet existiert demnach kein einfacher funktionaler Zusammenhang zwischen den Oberflächenenergien von Klebstoff und Fügeteiloberfläche einerseits und dem Benetzungsverhalten andererseits, so dass sich die Wetting Envelope-Theorie nicht direkt auf die Klebtechnik übertragen lässt. In ähnlicher Weise lassen sich auch zwischen den gemessenen Festigkeiten bzw. Adhäsionsarbeiten und den jeweiligen berechneten Werten für die Adhäsionsarbeit aus Oberflächenenergie-Messungen nicht für alle Klebstoffe eine eindeutige Korrelation feststellen. Für ein im Forschungsprojekt verwendetes 1K PU-System konnte keine Adhäsionsvorhersage getroffen werden, während bei einem 2K Epoxid-Klebstoff die berechnete Adhäsionsarbeit direkt mit der Haftfestigkeit korrelierte.
Danksagung
Das IGF-Vorhaben 21696 N der Forschungsvereinigung FSKZ e.V. wurde über die Arbeitsgemeinschaft industrielle Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
