Effektive Multifunktionalität von monomodal, bimodal und multimodal mit Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphit und kurzen Kohlenstofffasern gefülltem Polyphenylensulfid:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Kaiserslautern
Inst. für Verbundwerkstoffe
2012
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | IVW-Schriftenreihe
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INHALT I
INHALT
INHALT I
ABSTRACT V
KURZFASSUNG VIII
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS UND SYMBOLE XI
1. EINLEITUNG 1
2. GRUNDLAGEN UND STAND DER TECHNIK 6
2.1. GRUNDLAGEN UND ANWENDUNGEN VON ELEKTRISCH LEITFAEHIGEN
POLYMERKOMPOSITEN 6
2.2. CARBON NANOTUBES (CNTS) 10
2.3. CARBON NANOTUBE (CNT)-POLYMERKOMPOSITE 12
2.3.1. HERSTELLUNG UND ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN VON
CNT/POLYMERNANOKOMPOSITEN 15
2.3.2. EINFLUSS VON CNTS AUF DIE MECHANISCHEN UND THERMISCHEN
EIGENSCHAFTEN 21
2.3.2.1. MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN 21
2.3.2.2. THERMISCHE EIGENSCHAFTEN UND MORPHOLOGIE 25
2.4. MIKROSKALIG MODIFIZIERTE POLYMERMATRIZES 27
2.4.1. SCFS ALS LEITFAEHIGKEITS- UND VERSTAERKUNGSFUELLSTOFF 27
2.4.1.1. ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN 28
2.4.1.2. MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN 29
2.5. POLYMERE HYBRIDKOMPOSITE DURCH DEN EINSATZ VON
KOHLENSTOFFMODIFIKATIONEN 31
2.6. MODELLIERUNG DER ELEKTRISCHEN EIGENSCHAFTEN 35
2.6.1. ALLGEMEINE PERKOLATIONSTHEORIE (PK) 35
2.6.2. FASERKONTAKTMODELL NACH WEBER UND KAMAL (W&K) 36
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IMAGE 2
II INHALT
2.6.3. GENERAL EFFECTIVE MEDIA THEORIE (GEM) UND MISCHUNGSREGEL 38
3. ZIEL DER ARBEIT UND METHODIK 41
4. EXPERIMENTELLES 44
4.1. MATERIALIEN 44
4.1.1. POLYMERMATRIX 44
4.1.1.1. POLYPHENYLENSULFID (PPS) 44
4.1.2. FUNKTIONSFUELLSTOFFE 45
4.1.2.1. MEHRWANDIGE KOHLENSTOFF-NANOROEHREN (MWNTS) 45
4.1.2.2. KURZE KOHLENSTOFFFASERN (SCFS) 46
4.1.2.3. GRAPHIT 47
4.2. MATERIAL- UND PROBENHERSTELLUNG 48
4.2.1. WERKSTOFFZUSAMMENSETZUNG UND HERSTELLUNGSPARAMETER 50
4.3. MATERIALCHARAKTERISIERUNG 54
4.3.1. MECHANISCHE PRUEFUNG 54
4.3.1.1. ZUGPRUEFUNG 54
4.3.1.2. BRUCHZAEHIGKEITSPRUEFUNG (K| C) 55
4.3.1.3. DYNAMISCH-MECHANISCHE THERMOANALYSE (DMTA) 56
4.3.2. THERMISCHE CHARAKTERISIERUNG 57
4.3.2.1. DIFFERENTIALSCANNINGKALORIMETRIE (DSC) 57
4.3.2.2. PLATTE-PLATTE-VISKOSIMETRIE 59
4.3.3. CHARAKTERISIERUNG DER ELEKTRISCHEN EIGENSCHAFTEN 61
4.3.4. MORPHOLOGISCHE UNTERSUCHUNGEN 64
4.3.4.1. LICHTMIKROSKOPIE (LIMI) 64
4.3.4.2. RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE 65
4.3.4.3. TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPIE 66
4.4. ERMITTLUNG DERTRIBOLOGISCHEN EIGENSCHAFTEN 67
IMAGE 3
INHALT
4.4.1. GLEITVERSCHLEISSPRUEFUNG 67
4.4.1.1. STIFT-AUF-SCHEIBE-PRUEFPRINZIP 67
5. ERGEBNISSE UND DISKUSSION 69
5.1. MWNT/PPS-NANOKOMPOSITE 69
5.1.1. EINFLUSS DER MATRIXVISKOSITAET UND DER SCHNECKENDREHZAHL 69
5.1.1.1. MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN UNTER ZUGBELASTUNG 69
5.1.1.2. ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN 70
5.1.1.3. MAKRODISPERSIONSGRAD UND MORPHOLOGIE 72
5.1.1.4. ZUSAMMENHANG ZWISCHEN PHASENANTEILEN DER MWNTS IM
CCI-KONTRAST UND DER ELEKTRISCHEN LEITFAEHIGKEIT 77
5.1.1.5. DISKUSSION DES EINFLUSSES DER MATRIXVISKOSITAET UND DER
SCHNECKENDREHZAHL 78
5.1.2. UEBER DREIFACHEXTRUSION HERGESTELLTE MWNT/PPS-NANOKOMPOSITE.. 80
5.1.2.1. MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN UNTER ZUGBELASTUNG 80
5.1.2.2. BRUCHZAEHIGKEIT (KIC) 85
5.1.2.3. ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN 87
5.1.2.4. MAKRODISPERSIONSGRAD UND MORPHOLOGIE 88
5.1.2.5. DISKUSSION DER MWNT-KOMPOSITHERSTELLUNG UEBER
DREIFACHEXTRUSION 91
5.1.2.6. DYNAMISCH-MECHANISCHE THERMOANALYSE (DMTA) 92
5.1.2.7. EINFLUSS DER MWNTS AUF DIE THERMISCHEN EIGENSCHAFTEN... 94
5.1.3. ZUSAMMENFASSUNG DER MWNT/PPS-NANOKOMPOSITEIGENSCHAFTEN. 99
5.2. NANO- UND MIKROSKALIG MIT MWNTS, GRAPHIT UND SCFS GEFUELLTE
PPSKOMPOSITE 102
5.2.1. MORPHOLOGIE DER MWNT/GRAPHIT/SCF/PPS-HYBRIDKOMPOSITE 102
5.2.1.1. FASERLAENGENVERTEILUNG 102
5.2.1.2. GEFUEGESTRUKTUR UND FASERORIENTIERUNG 103
IMAGE 4
IV INHALT
5.2.2. MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN 106
5.2.2.1. MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN UNTER ZUGBELASTUNG 106
5.2.2.2. MORPHOLOGIE DER ZUGBRUCHFLAECHEN 110
5.2.2.3. BRUCHZAEHIGKEITSANALYSE (KIC) 113
5.2.2.4. MORPHOLOGIE DER KIC-BRUCHFLAECHEN 114
5.2.3. ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN 116
5.2.3.1. ELEKTRISCHE LEITFAEHIGKEIT IN SPRITZGUSSRICHTUNG 116
5.2.3.2. TIEFENABHAENGIGE OBERFLAECHENLEITFAEHIGKEIT 119
5.2.3.3. RICHTUNGSABHAENGIGKEIT DER ELEKTRISCHEN LEITFAEHIGKEIT 120
5.2.3.4. MODELLIERUNG DER ELEKTRISCHEN LEITFAEHIGKEIT 122
5.2.4. THERMISCHE EIGENSCHAFTEN 129
5.2.4.1. DYNAMISCH-MECHANISCHE THERMOANALYSE (DMTA) 129
5.2.4.2. DIFFERENTIALSCANNINGKALORIMETRIE (DSC) 130
5.2.4.3. PLATTE-PLATTE-VISKOSIMETRIE 132
5.2.5. TRIBOLOGISCHE EIGENSCHAFTEN 133
5.2.5.1. GLEITVERSCHLEISSEIGENSCHAFTEN 133
5.2.6. ZUSAMMENFASSUNG DER MONO-, BIMODALEN UND HYBRID-PPSKOMPOSITE 140
6. ZUSAMMENFASSUNG 142
7. ANHANG 145
8. LITERATUR 147
9. EIGENE VEROEFFENTLICHUNGEN 167
10. BETREUTE ARBEITEN 169
11. LEBENSLAUF 170
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