Untersuchungen zur Phasenmorphologie und deren Einfluss auf das viskoelastische Verhalten von Elastomerblends

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Daniel Juhre; Professor Dr. Manfred Klüppel
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und Theoretische Polymerphysik ; Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen ; Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426080407

Das Forschungsprojekt strebt ein besseres Verständnis der Zusammenhänge zwischen Phasen-entmischung, der resultierenden Phasenmorphologie und den viskoelastischen Eigenschaften nach der Vernetzung ungefüllter und gefüllter Elastomerblends an. Ein wesentliches Ziel ist die mikrostruktur¬basierte Modellierung und numerische Simulation der spinodalen Entmischung mit realistischen physikalischen Eingangsparametern, die aus separaten phasenspezifischen Messungen gewonnen werden. Hier soll insbesondere der Einfluss mechanischer Spannungsfelder auf die Phasenmorphologie berücksichtigt werden. Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung von physikalischen Modellen und Simulationstools zur Beschreibung des Hochfrequenzverhaltens von Elastomerblends, welche auf der detaillierten Phasenmorphologie aufbauen, wie z.B. Domänen- und Interphasengröße, Füllstoffverteilung und Vernetzungsheterogenitäten. Hierzu werden numerische und theoretische (OvGU, DIK) sowie experimentelle (DIK) Methoden miteinander verknüpft, um eine fundierte Untersuchung der Fragestellungen zu gewährleisten. Hierbei sollen neue Konzepte zur Beschreibung des komplexen Phasenverhaltens gefüllter Elastomerblends etabliert werden. Aufgrund der physikalischen Motivation und der fundierten Umsetzung in numerische Tools wird hierzu die Phasenfeldmodellierung als Methode genutzt. Der experimentelle Schwerpunkt liegt auf der Bestimmung von thermodynamischen Polymer-Polymer- und Polymer-Füllstoff-Wechselwirkungsparametern, die die Phasenmorphologie und Füllstoff¬verteilung bestimmen. Darüber hinaus wird die kollektive Kettenmobilität über viskoelastische und dielektrische Spektren der reinen Polymerschmelzen bestimmt, die durch ein bewährtes molekular-rheologisches Modell der Kettenreptation in verhakten Polymerschmelzen angepasst werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen