Maßgeschneiderte Materialien

Neue Hochleistungspolymere sind die Basis für Faser-Kunststoff-Verbunde und komplexe Faserverbundbauteile. Die Synthese der Polymere und Formulierung der Reaktivharze stellen den Beginn der Entwicklungs- und Wertschöpfungskette dar. Im nächsten Schritt werden aus den Polymeren Halbzeuge und Hochleistung-Prepregs mit unterschiedlichsten Fasern gefertigt. Zur energieeffizienten Prozessierung der Polymere werden Mikrowellen oder UV-Licht eingesetzt. Neben diesen Schwerpunkten werden Konzepte, Verfahren und Technologien für die Reparatur und das Recycling von faserverstärkten Bauteilen entwickelt.

Leistungen

• Alternative Härtungsmethoden (UV, Mikrowelle, IR, E-Beam)
• Recycling und Reparatur
• High Performance Polymers
• Mikroelektronik, Photonik (Funktionsintegration)
• SMC, BMC
• Biobasierte Thermosets
• Naturfaserverstärkte Kunststoffe
• Biofunktionale Oberflächen (Funktionsintegration)
• Prepregs
• Brandschutzsysteme

Ausstattung

• Reaktoren bis 20 L
• Mischtechnik
• Kryomühle und Schwingmühle
• Glovebox
• Reinraum mit Nassarbeitsplatz ergänzend zur Prozessierung von dünnen Schichten, Optikpolymeren
• Oberflächenbehandlung mittels Korona und Niederdruckplasma
• UV-LED Härtung (bis 800 mm Breite)
• Mikrowellentechnik
• Sprühtrocknung
• Optischer m-Linien-Messplatz (Brechungsindex, Doppelbrechung, Schichtdichte, Dämpfung, thermooptischer Koeffizient)
• Dielektrische Breitband Spektroskopie 
• µHz – 3GHz (-150 bis 400° C)
• Horizontale Imprägnier- und Beschichtungsanlage
  (40 bis 800 mm Breite)
  • Spulenabwicklung und Faserspreizmodul für UD-Hochleistungs-Prepregs
  • Verschiedene Imprägnier- und Beschichtungsmodule
  • Teilbar für Mehrschichtsysteme und funktionale Prepregs
  • Mono- und Multi-Mode Mikrowellen-Module
• Vertikale Imprägnieranlage
• Diskontinuierlicher Mikrowellenofen (8 m³)
• Kneter: bis 2,5 L-Kammervolumen, bis 200 °C, 0 bis 3 bar absolut
• Dreiwalzwerk mit temperierbaren (10 - 70 °C) SiC-Walzen, Spalt- oder Kraftsteuerung

Arbeitsgruppe Polymerentwicklung

Am Anfang der Entwicklungs- und Wertschöpfungskette des Forschungsbereichs steht die Arbeitsgruppe Polymerentwicklung. Die Synthese und Formulierung neuer (reaktiver) Polymermaterialien als Matrixharze für Faserverbundwerkstoffe aber auch für Anwendungen in der Mikroelektronik und der Photonik stehen hier im Vordergrund. Das Erreichen von anwendungsspezifischen Eigenschaftsprofilen mit häufig gegenläufigen Parametern stellt dabei ein große Herausforderung dar. Ein Fokus der Aktivitäten liegt auf der Entwicklung schadenstoleranter, flammfester und thermostabiler Duromere, wobei dem Nachhaltigkeitsaspekt in Gestalt von nachwachsenden Rohstoffen, recycling- und reparaturgerechten Polymeren eine steigende Bedeutung zukommt. Profunde Expertise auf dem Gebiet der energieeffizienten Härtungsverfahren (IR, Mikrowelle, UV und E-Beam) und der auf diese Verfahren adaptierten Duromere runden das Profil der Arbeitsgruppe ab.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Christian Dreyer

Arbeitsgruppe Halbzeuge

An der Schnittstelle zwischen Materialentwicklung und Fertigung entwickelt die Arbeitsgruppe neue und maßgeschneiderte Halbzeuge für polymerbasierte Leichtbausysteme von individuellen Bauteilen bis zur Großserie. Schwerpunkte bilden hierbei die Herstellung von Prepregs auf skalierbaren Fertigungsanlagen sowie die Entwicklung und prozesstechnische Bewertung von Kernmaterialien und Formpressmassen wie z.B. Sheet und Bulk Molding Compounds (SMC/BMC). Dabei nehmen nachwachsende Rohstoffe und energieeffiziente Prozesse eine zentrale Rolle ein. Dies beinhaltet ebenfalls die spezifische Ausrüstung der polymeren Halbzeuge hinsichtlich mechanischer Materialperformance und weiteren Funktionalisierungen wie z.B. Brandfestigkeit und antimikrobielle Bauteiloberflächen

Ansprechpartner: Dr. Mathias Köhler