Projekte anzeigen
Entwicklung maßgeschneiderter Compounds
Neben klassischen Thermoplasten wie Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Polyestern, Polyamiden, Polycarbonaten oder Styrolcopolymeren sowie deren Blends forschen wir an der Entwicklung von Biopolymeren, Wood Polymer Composites (WPC), Hochleistungskunststoffen, Nanocomposites und thermoplastischen Elastomeren (TPE).
Verarbeitung und Weiterbearbeitung von Kunststoffprodukten
Wir arbeiten an Themen mit starkem Bezug zur industriellen Umsetzung. Dabei können wir auf ein großes Netzwerk vertrauen, das unsere Kompetenzen ergänzt. So gelingt es uns, innovative Lösungen für Ihre Fragestellungen zu entwickeln.
Fehler entdecken und Gefahren minimieren
In der Kunststoffindustrie werden unterschiedliche Prüfmethoden zur Prozessüberwachung und Bauteilprüfung eingesetzt. Sie helfen bei der Schadensanalyse, Qualitätskontrolle und Produktüberwachung.
Auch im Abfall stecken wertvolle Rohstoffe
Wir arbeiten an Themen mit starkem Bezug zur industriellen Umsetzung. Dabei können wir auf ein großes Netzwerk vertrauen, das unsere Kompetenzen ergänzt. So gelingt es uns, innovative Lösungen für Ihre Fragestellungen zu entwickeln.
Analog war gestern – Industrie 4.0 ist die Zukunft
Die Digitalisierung ist ein Eckpfeiler der modernen Industrie. Sie birgt ein enormes Potenzial, um die Leistungen in der Produktion deutlich zu steigern und damit die Wettbewerbsfähigkeit in Deutschland zu stärken.
Projekte anzeigen
Polymersynthese
Innovation für maßgeschneiderte Materialien
Die Polymersynthese bildet die Grundlage für die Entwicklung moderner Kunststoffe und eröffnet neue Möglichkeiten für maßgeschneiderte Materialeigenschaften. Durch gezielte chemische Reaktionen entstehen Polymere, die neue Anwendungen in verschiedensten Bereich ermöglichen.
Unsere Kompetenzen im Bereich Polymersynthese:
- Synthese im Labormaßstab und Scale-up
- Entwicklung von maßgeschneiderten Rezepturen
- (Teil-)biobasierte Systeme
- Einsatz synthetisierter Harze für Compoundierung in Labor- und Technikumsmaßstab
Dienstleistungen
Wir bieten Ihnen die Durchführung von Markt- und Literaturrecherche für die Identifikation geeigneter Harzsysteme, bzw. vielversprechender Modifkationen an, wobei ihre speziellen Anforderungen berücksichtigt werden. Biogene Rohstoffe sind dabei besonders in unserem Fokus.
Synthetisiertes Harz (egal ob von uns oder Ihnen hergestellt) verarbeiten wir gerne weiter. Wir beschäftigen uns u.a. mit der Einarbeitung von Füllstoffen, Fasern und Additiven mittels verschiedener Misch- und Dispergieraggregate sowie Compoundieranlagen. Darüber hinaus können wir Chargen im Gramm bis Kilogrammbereich für unsere Kunden herstellen.
Zur Entwicklung neuer und angepasster Harzsysteme, z. B. für biobasierte Alternativen etablierter Systeme, rückt die Synthese duroplastischer, aber auch spezieller thermoplastischer, Harze immer mehr in den Fokus. Um hier ein kompetenter Ansprechpartner für die Industrie zu sein, baut das SKZ diesen Forschungsbereich aktuell noch weiter aus. Zur Verfügung stehen bereits mehrere Laborreaktoren.
Die Synthesebedingungen von Harzen können wir in Versuchsreihen optimieren und Prozesse effizienter gestalten. Verschiedene Rohstoffquellen oder Bausteine können in wissenschaftlichen Versuchsreihen auf ihre Eignung und ihren Einfluss auf die Polymereigenschaften untersucht werden.
Gerne führen wir für Sie Synthesen im Gramm bis zweistelligen Kilogrammbereich durch.
Unser Fokus liegt auf der Charakterisierung der gesamten Prozesskette – vom Monomer über das (reaktive) Harzsystem und Compounds, bis zum fertigen Bauteil. Dazu gehören: Molmasse (GPC), Reaktivität und Aushärteverhalten (bei duroplastischen Systemen: DSC, DEA, Rheometer), Verarbeitbarkeit (Rheometer), Zusammensetzung (GPC, FT-IR, REM-EDX, Veraschung), Dispergiergüte (Partikelmesstechnik), mechanische Eigenschaften (Zugprüfung, Härte, Schlagzähigkeit, Ermüdung), thermische Eigenschaften (DSC, DMA, TGA, HDT, Vicat) sowie Alterungsverhalten (Klimawechsel, Konstantklima, Medienlagerung, Kondenswassertest, UV-Bestrahlung, etc.).
Duromere/Duroplaste sind aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften, hohen thermischen und chemischen Beständigkeit sowie ihrer Wirtschaftlichkeit eine attraktive Alternative zu Hochleistungsthermoplasten. Sie entstehen durch chemische Vernetzung von Harzsystemen und werden als Matrixmaterial in Faserverbundwerkstoffen/Composite, Klebstoffen, Vergussmassen und Beschichtungen eingesetzt, insbesondere in Branchen wie Automobil, Medizintechnik und Luft- und Raumfahrt. Am SKZ werden Harzsysteme individuell formuliert und modifiziert, um die Anforderungen vielfältiger Anwendungen zu erfüllen.
Die Herstellung von unterschiedlichsten Norm-Probekörpern und Sonderprüfkörpern mittels Guss-, Schnitt- oder Spritzgießverfahren ist Bestandteil unserer zahlreichen Kunden- und F&E-Aktivitäten.
Sie wollen die Oberfläche ihrer Kunststoffbauteile reinigen oder vorbehandeln bzw. analysieren? Das SKZ unterstützt Sie bei der Auswahl der mechanischen oder physikalischen Oberflächenvorbehandlungsverfahren nach technischen und wirtschaftlichen Kriterien.
Viele Klebstoffe wie z. B. Epoxide sind ebenfalls der Klasse der Duromere zuzuordnen. Wir bieten Ihnen Klebstoffmodifizierungen und Prüfungen im Zusammenhang mit der Modifizierung (z. B. rheologische Eigenschaften) an. Darüber hinaus unterstützen wir beim Kleben durch nach DVS geschultem Personal. Von der Klebstoffauswahl bis hin zu Machbarkeitsstudien, Alterung (Klimawechsel, Konstantklima, Medieneinfluss, Salzsprühnebel, Kondenswassertest, Kataplasma, etc.) und belastungsabhängigen Prüfungen beraten wir Sie zum gesamten Prozess
Für die spätere Untersuchung der Eigenschaften neuer Polymere erzeugen wir für Sie Prüfkörper auf unseren Spritzgussmaschinen. Wir produzieren nach Ihren Vorgaben und unter Berücksichtigung der gängigen Prüfnormen entsprechende (Bindenaht-)Zugstäbe, Fließspiralen oder universelle Formplatten. Gerne führen wir an den Probekörpern für Sie auch die entsprechenden Tests zur Charakterisierung der Materialeigenschaften durch. Darüber hinaus bieten wir auch Bauteil- und Prozess-Simulationen an.
Genauso vielfältig wie die Anwendungsmöglichkeiten von Polymeren sind, bestehen die unterschiedlichsten, zerstörungsfreien Prüfmethoden, u. a. auf Basis Ultraschall, Röntgen, Terahertz- und Radartechnik sowie Thermografie. Mit diesen können Fehlstellen wie Poren und Lunker in Bauteilen oder während der Herstellung im flüssigen Zustand detektiert werden. Gleichermaßen kann etwa die Aushärtereaktion inline am aushärtenden Bauteil erfasst werden, um Zykluszeiten zu reduzieren und Prozesssicherheiten zu erhöhen.
Was bedeutet eigentlich Polymersynthese?
Die Polymersynthese bezeichnet die chemische Herstellung von Polymeren – also makromolekularen Stoffen, die aus vielen gleichartigen oder unterschiedlichen kleinen Bausteinen, den Monomeren, bestehen. Durch chemische Reaktionen verbinden sich diese Monomere zu langen Ketten oder vernetzten Strukturen. Grob bezeichnet Polymersynthese also die Prozesse mit welchen Polymere gebildet werden. Die Polymersynthese ist eine zentrale Grundlage für die Herstellung zahlreicher Kunststoffe, Harze, Elastomere und findet Anwendung in Bereichen wie Verpackung, Medizin, Elektronik und Textiltechnik.
Zu den wichtigsten Verfahren der Polymersynthese gehören:
Kettenpolymerisation:
Reaktion, bei der Monomere durch radikalische, ionische oder koordinative Mechanismen schrittweise an ein wachsendes Polymerkettenende angefügt werdenStufenwachstumspolymerisation:
Aufbau der Makromoleküle durch Reaktionen zwischen funktionellen Gruppen,
oft unter Wasserabspaltung oder anderen KondensationsreaktionenCopolymerisation:
Gemeinsame Polymerisation verschiedener Monomere
zur Erzeugung maßgeschneiderter Materialeigenschaften
Technische Ausstattung
- Reaktivität
DSC-, DEA-Analyse, Rotationsrheometer - Verarbeitbarkeit / Fließverhalten
Rotationsrheometer - Zusammensetzung
GPC, FT-IR, REM-EDX, Veraschung (Füllstoffanteil) - Dispergiergüte
Partikelmesstechnik (DLS, SLS), Computertomographie - Mechanische und bruchmechanische Eigenschaften
Universalprüfmaschine (Zug-, Biege, K1c-Versuche), Pendelschlagwerk (Schlagzähigkeit), Härtemessgeräte, Dauerschwingprüfmaschine, Zeitstandanlagen (Temperatur, Medien) - Thermische Eigenschaften
DSC-, DMA-, TGA-Analyse, Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT), Vicat-Erweichungstemperatur - Alterungsverhalten
Klimawechsel, Konstantklima, Medienlagerung, Kondenswassertest, UV-Bestrahlung - Inline-Qualitätssicherungsverfahren
z. B. Inline-Thermografie: Temperaturverteilung auf der Bauteiloberfläche direkt nach der Entformung
Mehrere Glaskolben inklusive Heizhauben, Rührwerk, Schutzgaszufuhr, Vakuum und optionaler Destillationsapparatur
Dissolver, Rotor-Stator-Dispergierer, Dreiwalzwerk, Hochdruck-Homogenisator, Ultraschall-Homogenisator, Universalmischer, Intensivmischer, Dual-Asymmetrische Zentrifuge, Rührwerkskugelmühle.
In unserem Technikum können Rezepturen aufbereitet und veredelt sowie Mustermaterialien für Prüfkörper oder Prototypen hergestellt werden. Dazu stehen mehrere Doppelschneckenextruder sowie Spezialextruder (Planetwalzenextruder, Ringextruder, Ko-Kneter) zur Verfügung. Weiterhin können wir auf einen Laborkneter („MetaStation“) und ein Walzwerk zurückgreifen.
Für die Verarbeitung zum ausgehärteten Formteil stehen folgende Verfahren zur Verfügung: Spritzguss (rieselfähige Formmassen und BMC), Autoklav, Vakuum-Infusion, Resin Transfer Molding (RTM und RTM Light), Handlaminieren, Heiß- und Nasspressen. Zum Kleben sind Rakelsysteme, Mischer sowie diverse manuelle Applikationssysteme für Kartuschen und verschiedene Mischungsverhältnisse verfügbar.
Für die Applikation von Beschichtungen bieten wir Ihnen folgende Verfahren an: Pulverbeschichtungssystem, automatische Lackierkabine, Rakelsystem, Inkjet-Drucker.
Aktuelle Forschungsprojekte und Veröffentlichungen
Studien- und Abschlussarbeiten beim SKZ
Im Rahmen eines Studiums können die erforderlichen Studien- oder Abschlussarbeiten beim SKZ absolviert werden.
Studien- und Abschlussarbeiten beim SKZ
Im Rahmen eines Studiums können die erforderlichen Studien- oder Abschlussarbeiten beim SKZ absolviert werden.
