Materialentwicklung und Strukturcharakterisierung

Ein wesentlicher Bestandteil unserer Arbeit ist die Aufklärung von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen der entwickelten Materialien. Dazu nutzen wir die langjährigen Erfahrungen unserer Mitarbeiter auf den Gebieten der Licht- und Elektronenmikroskopie, Röntgenbeugung und NMR-Spektroskopie sowie eine gute Ausstattung mit wissenschaftlichen Geräten zur Strukturcharakterisierung. Dabei ergänzen sich die verschiedenen Methoden sehr gut durch die Erfassung unterschiedlicher Strukturniveaus und werden deshalb oft in einer effektiven Kombination eingesetzt.

Bei der Transmissions- und Rasterelektronenmikroskopie sind insbesondere die speziellen Präparationstechniken zur artefaktfreien Abbildung der morphologischen Strukturen von polymeren Festkörpern, Fasern, Kompositmaterialien und gerade auch von hochgequollenen Produkten unsere Stärke.

Zur Charakterisierung übermolekularer Strukturen, zur Bestimmung von Kristallinitätsgrad, Kristallitdimensionen und Orientierungszustand sowie zur Charakterisierung der Hohlraumstruktur von Polymeren setzen wir die verschiedenen Röntgenbeugungsmethoden im Weit- und Kleinwinkelbereich ein.

Für die NMR-Untersuchungen an festen nativen und synthetischen Polymeren wird vorwiegend die ¹³C-CP/MAS-Methode verwendet, mit der auch im Festkörper hochaufgelöste NMR-Spektren erhalten werden können, aus denen Aussagen zur chemischen Zusammensetzung und übermolekularen Struktur gewonnen werden. Die hochauflösende Flüssigkeits-NMR wird routinemäßig zur Charakterisierung der chemischen Struktur von löslichen Monomeren, Zwischenprodukten und Polymeren verwendet.

Zur Charakterisierung der Materialeigenschaften steht in einem klimatisierten Prüflabor eine breite Palette von mechanischen Untersuchungsmethoden zur Verfügung. Die Prüfmaschinen decken einen Lastbereich von 10 mg bis 2 t ab und werden zur Prüfung von Einzelfasern bis zu hochfesten Kompositen verwendet. Mit thermischen Analysemethoden können Schmelz- und Kristallisationsvorgänge charakterisiert werden. Thermo-mechanische Kennwerte wie Wärmeformbeständigkeit oder komplexe E-Moduli werden ebenfalls bestimmt.