Kompatibilisierung von Cellulosefasern durch Polylactid-Pfropfung zum Einsatz in Naturfaser-Polylactid-Verbundwerkstoffen:
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| Published: |
Oberhausen
Verlag Karl Maria Laufen
[2018]
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| Series: | Umsicht-Schriftenreihe
Band 85 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG UND AUFGABENSTELLUNG 1
2 STAND DER WISSENSCHAFT UND TECHNIK 5
2.1 VERBUNDWERKSTOFFE 5
2.2 BIOBASIERTE POLYMERE 6
2.3 POLYLACTIDE 7
2.4 FASERN ZUR VERSTAERKUNG VON POLYMEREN 11
2.5 CELLULOSEBASIERTE FASERN 12
2.6 CELLULOSEFASERVERSTAERKTE THERMOPLASTE 19
2.6.1 CELLULOSEFASERVERSTAERKTES POLYLACTID 22
2.7 FASER-MATRIX-GRENZFLAECHE 23
2.7.1 HAFTVERMITTLUNG UND KOMPATIBILISIERUNG AUSGEHEND VON DER 26
MATRIX
2.7.2 HAFTVERMITTLUNG UND KOMPATIBILISIERUNG AUSGEHEND VON DER 27
FASER
2.8 PFROPFUNGSREAKTIONEN 30
2.8.1 PFROPFUNGSREAKTIONEN ALS KOMPATIBILISIERUNGSMETHODE FUER 31
CELLULOSEFASERVERSTAERKTE PLA VERBUNDWERKSTOFFE
3 AUFBAU DER EXPERIMENTELLEN ARBEIT, WERKSTOFFE UND DEREN 34
CHARAKTERISIERUNG
3.1 AUFBAU DER EXPERIMENTELLEN ARBEIT 34
3.1.1 PFROPFUNG VON CELLULOSEEINZELFASERN MIT LACTID BZW. MILCHSAEURE IM
35
LABORMASSSTAB
3.1.2 PFROPFUNG VON CELLULOSEEINZELFASERN MIT LACTID IM 37
TECHNIKUMSMASSSTAB
3.2 CHARAKTERISIERUNG VON CELLULOSEEINZELFASERN 38
3.2.1 INFRAROTSPEKTROSKOPIE 38
3.2.2 TENSIOMETERMESSUNG 39
3.2.3 RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE 41
3.2.4 RASTERKRAFTMIKROSKOPIE 42
3.2.5 EINZELFASERZUGPRUEFUNG 42
3.2.6 EINZELFASERAUSZUGSVERSUCH 43
3.2.7 FASERAUSZUGSLAENGENMESSUNG 44
3.3 MATERIALCHARAKTERISIERUNG VON VERBUNDWERKSTOFFEN 44
3.3.1 ZUGVERSUCH 45
3.3.2 PENDELSCHLAG 45
3.3.3 TORSIONSPRUEFUNG 46
3.4 STATISTISCHE AUSWERTUNG 46
3.5 VERWENDETE EINSATZSTOFFE 48
4 PFROPFUNGSREAKTIONEN MIT MILCHSAEURE UND LACTID 49
4.1 PFROPFUNGSREAKTION MIT MILCHSAEURE AN LYOCELLFASERN 50
4.1.1 DISKUSSION UND ZUSAMMENFASSUNG DER PFROPFUNGSREAKTION MIT 51
MILCHSAEURE
4.2 PFROPFUNGSREAKTION MIT LACTID AN LYOCELLFASERN 51
4.2.1 NACHWEIS EINER KOVALENTEN PFROPFUNG 52
4.2.2 FASER-MATRIX-SCHERFESTIGKEIT VON GEPFROPFTEN LYOCELLFASERN UND 57
PLA
4.2.3 EINZELFASERZUGFESTIGKEIT VON GEPFROPFTEN LYOCELLFASERN 59
4.2.4 DISKUSSION DER PFROPFUNGSREAKTION MIT LACTID AN LYOCELLFASERN 63
4.2.5 ZUSAMMENFASSUNG DER PFROPFUNGSREAKTION MIT LACTID AN 69
LYOCELLFASERN
4.3 OPTIMIERUNG DER PFROPFUNGSREAKTION MIT LACTID DURCH EINE ALKALISCHE
72
VORBEHANDLUNG VON LYOCELLFASERN
4.3.1 NACHWEIS EINER KOVALENTEN PFROPFUNG 73
4.3.2 EINZELFASERZUGFESTIGKEIT UND FEHLSTELLENANALYSE VON ALKALISCH 76
BEHANDELTEN UND GEPFROPFTEN LYOCELLFASERN
4.3.3 FASER-MATRIX-SCHERFESTIGKEIT VON ALKALISCH BEHANDELTEN UND 78
GEPFROPFTEN LYOCELLFASERN
4.3.4 DISKUSSION DER OPTIMIERUNG DER PFROPFUNGSREAKTION MIT LACTID 81
DURCH EINE ALKALISCHE VORBEHANDLUNG VON LYOCELLFASERN
4.3.5 ZUSAMMENFASSUNG DER OPTIMIERUNG DER PFROPFUNGSREAKTION MIT 86
LACTID DURCH EINE ALKALISCHE VORBEHANDLUNG VON LYOCELL-FASERN
5 SPRITZGEGOSSENE PLA-VERBUNDWERKSTOFFE MIT MODIFIZIERTEN 89
CELLULOSISCHEN FASERN
5.1 VERBUNDWERKSTOFFE AUS PLA UND GEPFROPFTEN HANFFASERN 89
5.1.1 VERFAHRENSTECHNISCHE ASPEKTE BEI DER PFROPFUNG VON HANFFASERN 69
MIT LACTIDEN
5.1.2 INFRAROTSPEKTROSKOPIE VON MIT L,L-LACTID BZW. D,D-LACTID 92
GEPFROPFTEN HANFFASERN
5.1.3 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON VERBUNDWERKSTOFFEN AUS MIT 93
LACTID GEPFROPFTEN HANFFASERN UND PLA
5.1.4 DISKUSSION DER ERGEBNISSE VON VERBUNDWERKSTOFFEN AUS PLA UND 96
GEPFROPFTEN HANFFASERN
5.1.5 ZUSAMMENFASSUNG DER PFROPFUNG VON HANFFASERN MIT LACTIDEN 102
5.2 VERBUNDWERKSTOFFE AUS PLA UND GEPFROPFTEN LYOCELLFASERN 104
5.2.1 VERFAHRENSTECHNISCHE ASPEKTE BEI DER PFROPFUNG VON 104
LYOCELLFASERN MIT L#L-LACTID
5.2.2 AUFSTELLEN EINES PFROPFUNGSMODELLS IN ABHAENGIGKEIT DER 105
PFROPFUNGSREZEPTUREN
5.2.3 INFRAROTSPEKTROSKOPIE VON MIT L,L-LACTID GEPFROPFTEN LYOCELLFASER
108
1,3 DTEX
5.2.4 EINFLUSS DER L,L-LACTID PFROPFUNG AUF DIE OBERFLAECHENENERGIE VON
109
LYOCELLFASER 1,3 DTEX
5.2.5 MORPHOLOGISCHE VERAENDERUNGEN VON LYOCELLFASER DURCH DIE 111
PFROPFUNG MIT L,L-LACTID
5.2.6 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN VON PLA-VERBUND WERKSTOFFEN MIT L,L- 115
LACTID GEPFROPFTEN LYOCELLFASER 1,3 DTEX
5.2.7 DISKUSSION DER MODIFIZIERUNG VON LYOCELLFASER 1,3 DTEX FUER DEN 118
EINSATZ IN PLA-VERBUNDWERKSTOFFEN DURCH PFROPFUNG MIT L,L-
LACTID
5.2.8 ZUSAMMENFASSUNG DER MODIFIZIERUNG VON LYOCELLFASER 1,3 DTEX 125
FUER DEN EINSATZ IN PLA-VERBUND WERKSTOFFEN DURCH PFROPFUNG MIT
L,L-LACTID
5.3 REDUZIERUNG VON ENTGEGEN DER KOMPATIBILISIERUNG WIRKENDEN EFFEKTEN
127
DURCH MODIFIZIERUNG DER PFROPFUNG VON L,L-LACTID AUF LYOCELLFASERN UND
HERSTELLUNG VON VERBUNDWERKSTOFFEN
5.3.1 EINFLUSS EINER DEAKTIVIERUNG VON ZINN(II) (2)ETHYLHEXANOAT NACH
127
DER PFROPFUNGSREAKTION AUF DIE MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN VON
LYOCELL-PLA-VERBUNDWERKSTOFFEN
5.3.2 EINFLUSS VON UNGEBUNDENEN PFROPFUNGSPRODUKTEN AUF DIE 129
MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN VON LYOCELLFASER-PLA-
VERBU ND
WERKSTOFFEN
5.3.3 ZUSAMMENFASSUNG DER REDUZIERUNG VON ENTGEGEN DER 132
KOMPATIBILISIERUNG WIRKENDEN EFFEKTEN DURCH MODIFIZIERUNG DER
PFROPFUNG VON L,L-LACTID AUF LYOCELLFASERN UND HERSTELLUNG VON
VERBUNDWERKSTOFFEN
6 BEWERTUNG DER GEMESSENEN WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN 135
6.1 VERBUNDWERKSTOFFMODELLE BASIEREND AUF DER MISCHUNGSREGEL ZUM 135
MECHANISCHEN WERKSTOFFVERHALTEN BEI ZUGBELASTUNG
6.2 BERECHNUNG VON VERBUNDWERKSTOFFEIGENSCHAFTEN AUF DER BASIS DER 138
WERKSTOFFPAARUNG PLA UND WIRR ORIENTIERTEN LYOCELLFASERN 1,3 DTEX
6.3 BERECHNUNG VON VERBUNDWERKSTOFFEIGENSCHAFTEN AUF DER BASIS DER 141
WERKSTOFFPAARUNG PLA UND WIRR ORIENTIERTER GEPFROPFTER LYOCELLFASERN
1.3 DTEX
6.4 ZUSAMMENFASSUNG DER GEMESSENEN VERBUNDWERKSTOFFEIGENSCHAFTEN 144
UND VERGLEICH MIT BERECHNETEN VERBUND WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN
7 ZUSAMMENFASSUNG, FAZIT UND AUSBLICK 146
8 ANHANG 151
A VERZEICHNISSE 151
A-I ABKUERZUNGEN 151
A-II SYMBOLE 152
A -III ABBILDUNGEN 156
A-IV TABELLEN 163
A-V FORMELN 166
A-VI LITERATURVERZEICHNIS 169
B WERKSTOFFE UND DEREN CHARAKTERISIERUNG 191
B-I IR-INDEXBERECHNUNG UND BANDEN DER IR-SPEKTREN VON 191
CELLULOSE UND PLA
B-II TENSIOMETERMESSUNG 194
C PFROPFUNGSREAKTIONEN MIT LACTID 196
C-I REZEPTUR UND VERSUCHSPARAMETER ALLER MIT L,L-LACTID 196
GEPFROPFTEN LYOCELL 15,0 DTEX PROBEN
C-II IR-SPEKTREN DER MIT LACTID GEPFROPFTE LYOCELL 15,0 DTEX UND 199
DATEN ZUR IR-INDEXAUFSTELLUNG
C-III BOX-WHISKER-DIAGRAMME DER ZUGEIGENSCHAFTEN VON ALKALISCH 201
BEHANDELTEN LYOCELLFASERN 15,0 DTEX ERMITTELT IN EINZELFASER
ZUGPRUEFUNGEN
C-IV BOX-WHISKER-DIAGRAMME DER ZUGEIGENSCHAFTEN VON ALKALISCH 204
BEHANDELTEN UND GEPFROPFTEN LYOCELLFASERN 15,0 DTEX ERMITTELT
IN EINZELFASERZUGPRUEFUNGEN
D SPRITZGEGOSSENE PLA-VERBUNDWERKSTOFFE MIT MODIFIZIERTEN 207
CELLULOSISCHEN FASERN
D-I MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN, VERTEILUNG DER STICHPROBEN UND 207
STATISTISCH SIGNIFIKANTE UNTERSCHIEDE ZUR REFERENZ VON VERBUND
WERKSTOFFEN MIT UNBEHANDELTEN ODER GEPFROPFTEN HANFFASERN
UND PLA-MATRIX
D-II FORMELN ZUR BERECHNUNG DES PFROPFUNGSMODELLS 208
D-III REM-AUFNAHMEN DER BRUCHFLAECHEN VON BIS ZUM VERSAGEN AUF 209
ZUG, SCHLAG ODER TORSION BELASTETE PROBEKOERPER VON
VERBUNDWERKSTOFFEN MIT GEPFROPFTEN LYOCELLFASERN 1,3 DTEX UND
PLA
D-IV DSC MESSUNGEN VON LYOCELL-PLA-VERBUNDWERKSTOFFEN 211 |
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