Durch den Einsatz einer ionischen Flüssigkeit (IL) konnten aus verschiedenen Zellstoffen über einen Trocken-Nass-Spinnprozess Cellulosefilamentfasern hergestellt werden. Durch Anpassung der Spinnbedingungen war es möglich Cellulosefasern für technische und textile Bereiche zu entwickeln. Die hergestellten Fasern wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM), Weitwinkelröntgendiffraktion (WAXS), Doppelbrechung, des Wasserrückhaltevermögens und mechanischer Prüfung untersucht. Kristallinität, Gesamtorientierung korrelierten unteranderen mit den mechanischen Eigenschaften der Fasern. Im Weiteren wurden sowohl Fasern aus dem IL-basiertem Spinnprozess als auch sogenannte Reifencordfasern als Carbonfaser (CF) Präkursoren eingesetzt. Im ersten Schritt der CF-Herstellung erfolgte eine kontinuierliche Stabilisierung erfolgte in einem neuartigen Niederdruckprozess. Die Charakterisierung der stabilisierten Fasern erfolgte über REM, WAXS, Elementaranalyse (EA), Infrarotspektroskopie und der Bestimmung des Limiting Oxygen Index. Die Carbonisierung erfolgte in kontinuierlichen Versuchen. Die erhaltenen CFn wurden mittels Elementaranalyse, mechanischer Prüfung, REM, Raman-Spektroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie und WAXS-Messungen untersucht. Weiterhin wurden Cellulose-basierte Materialien (Fasern und Vliese) als Trägermaterial für Polyethylenimin (PEI) eingesetzt. Für die PEI-Cellulosematerialien konnte über Thermogravimetrie mit nachgeschalteter Gasanalyse eine zyklenstabile CO2-Sorptionskapazität bestimmt werden.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Faserverstärkte Kunststoffe finden Anwendung in Luft- und Raumfahrt, Automobil, Maschinenbau und Sport. Das Anwendungspotential ist jedoch noch lange nicht erschöpft, auch wegen zu hoher Bauteil- bzw. Herstellungskosten. Um dem existierenden Kostendruck Rechnung zu tragen, gewinnen die Aspekte der Automatisierung und Effizienzsteigerung immer mehr an Bedeutung. Die Ergebnisse des Verbundprojektes FLAME zeigen, dass durch Einsatz von Mikrowellen im Prozess hier deutliche Vorteile erreicht werden.
Aktualisiert: 2021-02-11
Autor:
S. Betz,
Nabil Boulkertous,
Ravand Ghomeshi,
Frank Heidbrink,
T. Kayser,
F. Köster,
Simon Küppers,
G Link,
Matthias Maus,
Markus Milwich,
Tobias Sames,
Daniel Teufl,
R. Weiß,
Reiner Wiesehöfer,
Swen Zaremba
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