Materialentwicklung und Strukturcharakterisierung

Anwendungsorientierte Materialentwicklung auf dem Gebiet der Thermoplaste und Duromere bildet den Schwerpunkt der Forschungsarbeiten in der Abteilung. Im Fokus stehen nicht nur die Modifizierung, Additivierung und Verstärkung von petrobasierten Polymeren, sondern schwerpunktmäßig auch von biobasierten Polymeren. Ziel ist es, deren physikalische, mechanische, thermomechanische und verarbeitungsrelevanten Eigenschaften zu verbessern. Um dies zu erreichen, werden am Fraunhofer IAP die Basispolymere in der Regel chemisch derivatisiert und mit nano-, mikro- bzw. makroskaligen Verstärkungsstoffen oder anderen Polymeren und Additiven gemischt. Das Resultat sind heterogene Stoffsysteme − Komposite, bzw. Polymere Blends − deren Eigenschaften im Wesentlichen von den Eigenschaften, der Verträglichkeit, den Anteilen der Einzelkomponenten, sowie von der Struktur und Morphologie der resultierenden Materialien abhängen.

Unter Berücksichtigung dieser Abhängigkeiten können polymere Werkstoffe an viele Erfordernisse angepasst und die gewünschten Eigenschaften gezielt eingestellt werden.

Stoffklassen der biobasierten Basispolymere aus dem Gebiet der Thermoplaste umfassen unter anderem Cellulose- und Stärkederivate, Polymilchsäure, Polyhydroxyalkanoate, weitere aliphatische Polyester und Polyamide. Bei den Duromeren stehen pflanzenölbasierte Epoxidharze, Polyolkomponenten als Reaktionspartner (z.B. für PU-Systeme) und die Verwendung von Lignin und Ligninderivaten in verschiedenen Duromerformulierungen im Mittelpunkt.

Eine umfassende Material- und Strukturcharakterisierung ist integraler Bestandteil der Materialentwicklung und erlaubt die gezielte, anwendungsspezifische Optimierung der angestrebten Eigenschaften.