Institute of Polymer Materials
Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuremberg
Prof. Dr. rer. nat. habil. Dirk W. Schubert 1
Untersuchung der Reaktivität verschiedenfunktionaler kettenverlängender Additive auf das rheologische Verhaltenund die molekulare Struktur von Polybutylenterephtalat
Betreuer: M.Sc. T. Höhnemann, [email protected]; Room 1.93; 09131-85-27751Prof. Dr. D.W. Schubert
Einführung:Chain Extender sind niedermolekulare Additive mit mind. 2 funktionellen reaktiven Gruppen, die im Schmelzzustand mit den Endgruppenvon Polymerketten reagieren können um die Molmasse zu erhöhen bzw. die Molmassenverteilung zu verbreitern.Die Kettenverlängerer können beispielsweise in einem Knet- oder im Extrusionsprozess der Polymerschmelze zugegeben werden underhöhen im Prozess die Schmelzefestigkeit sowie die rheologischen Kenngrößen, wodurch beispielsweise Degradationsprozesse währendder Verarbeitung entgegengewirkt werden kann oder bei Kunststoffe die Degradationsbeanspruchung aus Recycling-Prozessenausgeglichen werden kann. Zusätzlich kann durch Chain Extender mit mehr als 2 reaktiven Gruppen Verzweigungen in das Materialeingebracht werden, die zusätzliche Effekte auf die rheologischen Eigenschaften (z.B. Dehnverfestigendes verhalten) und dieProdukteigenschaften (Homogenität von Foliendicken / Blasenformstabilität von Schäumen) bewirken.
Inhalt der Arbeit:Zwei verschiedene Polybutylenterephtalat-(PBT) typen sollen mit verschiedenen kommerziellen Chain Extendern unterschiedlicherFunktionalität durch reaktives Kneten verarbeitet werden. Anhand der Änderung der molekularen sowie rheologischen Kenngrößen sollaus der Funktionalität der Chain Extender der Zusammenhang zwischen Funktionalität und Reaktivität sowie deren Einfluss aufprozessentscheidende Kenngrößen im Vergleich zu „Roh-PBT“ und verarbeitetem PBT („rPBT“) untersucht werden.
frei
Beginn: Mai 2018mod. PBT
"Roh-PBT"
Com
ple
x V
iscosity / P
as
Angular Frequency / s-1
rPBT
MASTERARBEIT
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Identifizierung eines robusten zyklischen Zugversuchs an semielastischen Vliesstoffen
Ziele: Vergleich des Einflusses verschiedener
Herstellungsparameter und Materialien auf die
zyklischen Eigenschaften von Vliesstoffen
Status
Betreuer: M.Sc. B. Wölfel, [email protected]; Raum 1.94; 09131-85-28709Prof. Dr. Dirk W. Schubert
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Identifizierung eines robusten zyklischen Zugversuchs an semielastischen Vliesstoffen
Ziele: Vergleich des Einflusses verschiedener
Herstellungsparameter und Materialien auf die
mechanischen Eigenschaften von Vliesstoffen
Status
Betreuer: M.Sc. B. Wölfel, [email protected]; Raum 1.94; 09131-85-28709Prof. Dr. Dirk W. Schubert
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Erstellung eines rauschoptimierten Prüfverfahrens beim Weiterreißversuch von semielastischen Vliesstoffen
Ziele: Vergleich verschiedener Auswertungsmethoden beim
Weiterreißversuch zur realitätsnahen Abbildung des
Verhaltens semielastischer Vliesstoffe.
Status
Betreuer: M.Sc. B. Wölfel, [email protected]; Raum 1.94; 09131-85-28709Prof. Dr. Dirk W. Schubert
Displacement (mm)
Forc
e (N
)
Reality???
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Identifizierung eines rauschoptimierten Prüfkörpers für Weiterreißversuche an Vliesstoffen
Ziele: Vergleich verschiedener Prüfkörpergeometrien beim
Weiterreißversuch zur Identifizierung optimaler
Größenverhältnisse für verschiedene Vliesstofftypen
Status
Betreuer: M.Sc. B. Wölfel, [email protected]; Raum 1.94; 09131-85-28709M.Sc. K. Leucker, [email protected]; Raum 1.92; 09131-85-27749Prof. Dr. Dirk W. Schubert
L =2
B = 1
L/B = 2
L =3
B = 2
L/B =1,5L
=1
B = 0,5
L/B = 2
. . .
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Electrospinning zur Herstellung von Biomaterial aus Lignin für klinische Anwendungen
6
Inhalt der Arbeit:
Betreuer: Dr. rer. nat. Daniel Thieme, [email protected];LSP (Erlangen) Raum 1.78Prof. Dr. D.W. Schubert
- Electrospinning von Lignin-Nanofasern- Maximierung des Lignin-Gehaltes
- Minimierung des Co-Spinning Agent (PEO/PCL)
- Optimierung der Ausbeute bei geringstem Faserdurchmesser
- Materialanalyse von elektrogesponnenem Lignin-Biomaterial- Zugprüfung (suture retention test)
- REM Mikroskopie zum Überprüfen der Materialhomogenität
- Benchmarking der Daten mit bestehender Datenbank von Biomaterialien
- Viskosität der Polymerlösungen- Einfluss von Lignin auf die Viskosität
- Vorbereitung der klinischen Anwendung- Einfluss von Desinfektion auf Materialeigenschaften
Ziel der Arbeit:- Entwicklung eines Standardprotokolls zur Herstellung von Lignin-Biomaterial für klinische Anwendungen
- Beginn der Arbeit: ab März 2018
Status
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Electrospinning zur Herstellung von Biomaterial aus Zellulose für klinische Anwendungen
7
Inhalt der Arbeit:
Betreuer: Dr. rer. nat. Daniel Thieme, [email protected];LSP (Erlangen) Raum 1.78Prof. Dr. D.W. Schubert
- Electrospinning von Zellulose Nanofasern- Maximierung des Zellulose-Gehaltes
- Minimierung des Co-Spinning Agent (PEO/PCL)
- Optimierung der Ausbeute bei geringstem Faserdurchmesser
- Materialanalyse von elektrogesponnenem Zellulose-Biomaterial- Zugprüfung (suture retention test)
- REM Mikroskopie zum Überprüfen der Materialhomogenität
- Benchmarking der Daten mit bestehender Datenbank von Biomaterialien
- Viskosität der Polymerlösungen- Einfluss von Zellulosekonzentration auf die Viskosität
- Vorbereitung der klinischen Anwendung- Einfluss von Desinfektion auf Materialeigenschaften
Ziel der Arbeit:- Entwicklung eines Standardprotokolls zur Herstellung von Zellulose-Biomaterial für klinische Anwendungen
- Beginn der Arbeit: ab März 2018
Status
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Auswahl geeigneter Polymersysteme für die Fixierung von Konstruktionen aus zylindrischen thermoplastischen Werkstücken
Inhalt der Arbeit:
Betreuer: M. Sc. P. Heisler, [email protected];FAPS (Nürnberg) Raum 01.056-1 ; 0911-5302-96269Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke;Prof. Dr. D.W. Schubert
- Einarbeitung und Literaturrecherche- Fügen von Bauteilen aus Thermoplasten
- Polymersysteme und Haftungsmechanismen
- Anforderungsanalyse und Werkstoffauswahl- Analyse der Materialanforderungen und Ableitung möglicher Polymersysteme
- Definition rheologischer Materialeigenschaften für verschiedene Applikationstechnologien
- Fundierte Darlegung und Dokumentation der Materialauswahl
Ziel der Arbeit:- Auswahl oder Entwicklung geeigneter Polymersysteme für die für die Fixierung von Konstruktionen aus
zylindrischen thermoplastischen Werkstücken durch unterschiedliche Applikationstechnologien wie: Tauchen, Spritzen oder Dispensen
- Beginn der Arbeit: ab sofort
Status
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Auswahl geeigneter Flüssigsilikone für eine Bauteilumhüllungdurch ein Dipcoating-Verfahren
Inhalt der Arbeit:
Betreuer: M. Sc. P. Heisler, [email protected];FAPS (Nürnberg) Raum 01.056-1 ; 0911-5302-96269Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke;Prof. Dr. D.W. Schubert
- Einarbeitung und Literaturrecherche- Flüssigsilikone (LSR) und deren Eigenschaften
- Tauchbeschichtung (Dip-coating)
- Anforderungsanalyse und Ableitung von rheologischen Materialeigenschaften- Analyse der Umhüllungsanforderungen und Definition der Probekörper
- Definition genereller rheologischer Materialeigenschaften für Tauchapplikationen mit LSR
- Versuchsdurchführung zum Einstellen optimaler Prozessparameter- Erstellen eines Versuchsplans (DoE)
- Versuchsdurchführung unter Variation der Parameter
- Auswertung und Interpretation der Ergebnisse
Ziel der Arbeit:- Analysieren und Einstellen geeigneter Prozess und Materialparameter für eine Bauteilumhüllung durch das
Dipcoating-Verfahren mit Flüssigsilikonen
- Beginn der Arbeit: ab sofort
Status
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Optische und mechanische Analyse gedehnter Fasern und Vliesstoffe zur Modellierung des Zugverhaltens
Betreuer: M.Sc. K. Leucker, [email protected]; Raum 1.92; 09131-85-27749Prof. Dr. Dirk W. Schubert
Ziele:
Optische und mechanische
Charakterisierung von Vliesstoffen und
Einzelfasern unter Zugbelastung, sowie
die Modellierung der Korrelation
zwischen Einzelfasern und Vliesen in
Abhängigkeit von der Faserorientierung.
Status
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Einfluss der Molekulararchitektur von Tensiden auf die Strukturbildung auf PP-Oberflächen
Ziele der Arbeit:- Entwicklung eines Verfahrens um definierte Tensidschichten auf Polypropylenfolien
aufzubringen- Bewertung des Einflusses der
Betreuer: M.Sc. Franz Lanyi, [email protected]; Raum 1.92; 09131-85-27749; Prof. Dr. D.W. Schubert
Methoden: - Spin Coating- Kontaktwinkelmessungen- ggf. X-Ray Reflectometry
Status
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Prof. Dr. rer. nat. habil. Dirk W. Schubert 12
Einfluss der Matrixarchitektur von Polypropylen auf die Migrationseigenschaften von Additiven
Ziele der Arbeit:- Spritzgießen von PP Platten mit Modelladditiv- Bewertung des Migration des Additivs unter verschiedenen Randbedingungen - Evaluation des Einflusses der Matrixstruktur (Molekulargewicht, Verzweigungen, ...)
Betreuer: M.Sc. Franz Lanyi, [email protected]; Raum 1.92; 09131-85-27749; Prof. Dr. D.W. Schubert
Status
Methoden: - Faserspinnen / Spritzgießen- Kontaktwinkelmessungen- FTIR-Spektroskopie - Mikroskopie
Matrix
Additiv
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Einfluss der Oberflächenkristallinität auf das Migrationsverhalten von Additiven in PP-Folien und Nonwovens
Betreuer: M.Sc. Franz Lanyi, [email protected]; Raum 1.92; 09131-85-27749; Prof. Dr. D.W. Schubert
Methoden: - Faserspinnen / Spritzgießen / Extrudieren von Folien / Verstrecken von Folien- Kontaktwinkelmessungen- FTIR-Spektroskopie - Mikroskopie
Ziele der Arbeit:- Bewertung des Einflusses von verschiedenen Prozessbedingungen auf die
Randkristallinität von Nonwovens und Folien- Bewertung des Einflusses der Randkristallinität auf das Migrationsverhalten von
verschiedenen Modelladditiven - Bewertung der Wirksamkeit der Oberflächenkonzentration der Modelladditive auf das
Benetzungsverhalten von Nonwovens / Fasern und Folien
Status
Masterarbeitsthema
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Bestimmung der Kristallinität von Fasern- und Vliesstoffenmithilfe der RAMAN-Spektroskopie (Masterarbeit)
Betreuer: M.Sc. K. Leucker, [email protected]; Raum 1.92; 09131-85-27749Prof. Dr. Dirk W. Schubert
Ziele:
Entwicklung eines Testverfahrenszur Bestimmung der Kristallinitätvon Polypropylen mittels RAMAN-Spektroskopie und Bestimmungder lokalen Unterschiede in Fasernund Vliesen.
Überprüfen von
- Unterschiedlich verstrecktenEinzelfasern
- Bindepunkten und Fasern in thermisch gebondetenVliesstoffen
5 10 15 20 25 30
5
10
15
20
25
30
Y / µ
m
X / µm
2,000
104,5
207,0
309,5
412,0
514,5
617,0
719,5
822,0
RAMAN-Intensity
Status
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Prof. Dr. rer. nat. habil. Dirk W. Schubert 15
Betreuer: Dr. Monika Voigt, [email protected] ; Raum 1.87; 09131-85-27748Prof. Dr. D.W. Schubert
Ziele der Arbeit: Bestimmung der Prozessparameter beim Elektrospinnen von Standardmaterialien ohne
Klimatisierung und unter Normklima (Arbeitsort: LSP, Erlangen Süd und BPI, Fürth) Herstellung und Beurteilung von unorientierten/ random und orientierten Fasern Optische Charakterisierung der Fasern (Lichtmikroskop, evtl. REM) zur Ermittlung des
Durchmessers, der Ausbeute und Bewertung des Einflusses verschiedener Laborrandbedingungen
Hauptziel: Bewertung des Umwelteinflusses und der Randbedingungen für Elektrospinnenzur robusten Faserherstellung
Status
Bestimmung der Einflusses von Klimabedingungen auf Elektrospinnen
J. H. Wendorff, S. Agarwal, A. Greiner, „Electrospinning“, 2012, Wiley-VCH, Weinheim, Germany
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Prof. Dr. rer. nat. habil. Dirk W. Schubert 16
Betreuer: Dr. Monika Voigt, [email protected] ; Raum 1.87; 09131-85-27748Prof. Dr. D.W. Schubert; in Zusammenarnbeit mit Dr. Freytag, [email protected], Hochdrucklabor, Raum 0.012, 09131-85-28001, Prof Arlt
Ziele der Arbeit: Untersuchung des Elektrospinnens von Standardmaterialien unter Luft und Stickstoff,
sowie eventuell weiterer Gase (LSP, BPI und Hochdrucklabor) Herstellung von unorientierten (random) Fasern Optische Charakterisierung der Fasern (Lichtmikroskop, REM) und Ermittlung des
Einflusses verschiedener Gase auf die Morphologie Thema erst ab ca. Mai 2018 zur Verfügung
Elektrospinnen unter verschiedenen Gasen
J. H. Wendorff, S. Agarwal, A. Greiner, „Electrospinning“, 2012, Wiley-VCH, Weinheim, Germany Status
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Prof. Dr. rer. nat. habil. Dirk W. Schubert
Conductivity of ternary composite films filled with MWCNT
Materials: PMMA, PEMA, PS, MWCNT
Sample preparation: Solution casting composite films
PMMA/PS/MWCNT and PEMA/PS/MWCNT
Characterations: Electrical conductivity
Morphology
Supervisor: Huagen Xu, M.Sc., [email protected]; Room 1.93 phone +49 9131/85-27751
Prof. Dr. D. W. Schubert
Only in English, BA or MA or PA
Status
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Prof. Dr. rer. nat. habil. Dirk W. Schubert
Fields of work:
--Literature survey on melt spinning of PET
--Development of experimental techniques
--Fiber spinning and fiber diameter distribution
--Test of mechanical properties
Methods:
--Karl Fischer titration
--Capillary rheometer
--Microscope
--Single fiber tensile tester
Investigation on mechanical properties of melt-spun
recycled PET fibers(BA or MA or PA, only in English)
Supervisor: Yijing Qin, M. Sc., [email protected]; Raum 1.90; 09131-85-27746Prof. Dr. Dirk W. Schubert
Status
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Prof. Dr. rer. nat. habil. Dirk W. Schubert
Effect of chain extender melt-spun recycled and
virgin PET fibers(BA or MA or PA, only in English)
Fields of work:
--Literature survey on chain extender of PET
--Development of experimental techniques
--Materials preparation/Fiber spinning/diameter measurement
--Test of mechanical properties
Methods:
--Karl Fischer titration
--Kneader
--Capillary rheometer
--Microscope
--Single fiber tensile tester
Supervisor: Yijing Qin, M. Sc., [email protected]; Raum 1.90; 09131-85-27746Prof. Dr. Dirk W. Schubert
Status