DSpace Community:

Untersuchungen zur Herstellung, Charakterisierung und Applikation von antimikrobiellen Metall-Hybriden für Beschichtungen und Compounds

Thu, 01 Jan 2015 00:00:00 GMT

Title: Untersuchungen zur Herstellung, Charakterisierung und Applikation von antimikrobiellen Metall-Hybriden für Beschichtungen und Compounds Author(s): Gladitz, Michael Abstract: Gegenstand der Arbeit waren Untersuchungen zur Herstellung, Charakterisierung und Applikation von in amphiphilen dendritischen Kern-Schale-Strukturen auf Basis von hyperverzweigtem PEI immobilisierten Metallionen bzw. Metallnanopartikeln (Silber, Kupfer, bzw. Zink). Im Rahmen der Untersuchungen konnte anhand von Imprägnierungsversuchen an Silikonkathetern, der Beschichtung von Folien (thermoplastische und duromere Nanokompositschichten), sowie der Compoundierung der Metall-Hybride mit verschiedenen Thermoplasten für Folien- und Spritzgussapplikationen gezeigt werden, dass die derart modifizierten Polymerwerkstoffe antimikrobiell wirksam sind. Dabei resultieren aus der Immobilisierung der biologisch aktiven Metallnanopartikel bzw. -ionen in den Trägerpolymeren u.a. eine hohe Dispersitätund eine dosierte Abgabe der Metallionen. Überdies scheinen besonders Hybride mit Zink bzw. Silber wegen ihrer guten Bioverträglichkeit auch für Medizinproduktanwendungen geeignet zu sein.; The object of this work was to investigate the manufacturing and application of amphiphilic dendritic core-shell-structures based on hyperbranched PEI loaded with metal ions and metal nanoparticles (silver, copper, zinc), respectively. Experiments concerning the technical application of the metal-hybrids included the impregnation of silicone catheters, the coating of foils with thermoplastic and thermoset formulations and the preparation of compounds for film extrusion and injection moulding. The experimental data reveal a distinct correlation between the biological surface activity and the metal ion release as well as the water uptake behavior. Moreover, it could be shown, that the biocompatibility increases in the order of Cu-hybrid < Ag-hybrid < Zn-hybrid. Altogether, the insights gained suggest that the developed metal-hybrids are suitable as advanced additive agents for the production of antimicrobial polymer materials in a wide range of applications, including medical devices.

Analysis of morphology development during the mixing process of rubber-clay nanocomposites and correlation to their mechanical-physical properties

Thu, 01 Jan 2009 00:00:00 GMT

Title: Analysis of morphology development during the mixing process of rubber-clay nanocomposites and correlation to their mechanical-physical properties Author(s): Ali, Zulfiqar Abstract: In der vorliegenden Arbeit wurde die Methode des während des Compoundierungsprozesses online gemessenen Leitwerts (OMEC) verwendet, um die Dispersion des Organoclays in Kautschukmischungen und Kautschukblends zu charakterisieren. Die Entwicklung der Blendmorphologie und Kinetik der Interkalierung/Exfolierung von Organoclay wurde mittels unabhängiger Untersuchungen, wie z.B. der Rubber-Layer-Bestimmung, Röntgen-Kleinwinkelmessung und AFM-Aufnahmen charakterisiert und mit dem Verlauf des Online-Leitwerts korreliert. Der physikalische Hintergrund des elektrischen Leitwerts (ionische Leitfähigkeit) wird durch die Freisetzung der Ammoniumkationen (Surfactant) aus den Zwischenschichten des Organoclays erklärt. Eine Reihe von Mischungen aus Kautschuken unterschiedlicher Polarität, Viskosität und chemischer Struktur (XHNBR, HNBR, ENR und NR) sowie verschiedener Typen von Organoclay wurde charakterisiert und verglichen. In heterogenen Blends zeigt Organoclay eine Tendenz, sich in einer höheren Blendphase zu lokalisieren. Organoclay wirkt sich stark auf die Entwicklung der Morphologie aus. Der Claytransferprozess und die Morphologieentwicklung der Blendphasen lassen sich gut mit dem OMEC beschreiben. Einen Einblick in die ablaufenden Vorgänge während des Mischprozesses kann durch die Erfassung des OMEC gewonnen. So verspricht die Methode des Online-Leitwerts, die als ein nutzbares Werkzeug bei der Mischungsherstellung eingesetzt werden kann, die Dispersionskinetik des Organoclays in Labormaßstab zu charakterisieren und die Qualität des Nanocomposites in der Produktion zu überwachen.

Beschreibung mikro-rheologischer Vorgänge und resultierender Verbundstrukturen beim Elastomermischprozeß im Innenmischer durch rheologische Untersuchungen

Thu, 01 Jan 2009 00:00:00 GMT

Title: Beschreibung mikro-rheologischer Vorgänge und resultierender Verbundstrukturen beim Elastomermischprozeß im Innenmischer durch rheologische Untersuchungen Author(s): Hornig, Roy Abstract: Die aus einer unterschiedlichen Mischprozeßführung herrührenden Gummichargenschwankungensind oft Ursache für Verarbeitungsprobleme. Diese treten umso deutlicher auf, je sensibler der Produktionsprozeß aufgebaut ist, wie das elastomere Spritzgießen mit Kaltkanaltechnologie. Über das Mischgut, dem Produkt der jeweiligen Mischprozeßführung, wird der Einfluß einzelner Mischparameter auf rheologische Zielgrößen untersucht. Aus der Systematik der Ergebnisse lassen sich Modellvorstellungen herleiten, die auf mikro-rheologische Vorgänge und Strukturausbildungen in Abhängigkeit der Prozeßführung schließen lassen. Dabei muß zwischen inaktiv und aktiv gefüllten Elastomermischungen unterschieden werden. Ein mathematischer Ansatz, der sich direkt aus den Meßkurven des Mischaggregates ableiten läßt, beschreibt die Intensität mikrodispersiver Polymer-Füllstoff-Verbundstrukturen in Abhängigkeit der Prozeßführung. Weiterverarbeitungsprozesse können auf diesem Wege optimiert werden.

Continuous mixing of silica based rubber/filler-composites in twin screw extruder

Fri, 01 Jan 2010 00:00:00 GMT

Title: Continuous mixing of silica based rubber/filler-composites in twin screw extruder Author(s): Mani, Joseph Wilfred Gnana Abstract: Die Fertigungsprozesse von Kautschukmischungen zur Herstellung von Reifenbauteilen beeinflussen wesentlich die Leistung und Qualität der Reifen. Einer der Standardprozesse ist das Mischen von Kieselsäure mit Organosilan und Kautschuk im Innenmischer. Auf Grund der stattfindenden chemischen Reaktion zwischen der Kieselsäure und des Organosilans, durchläuft der Prozess in der Regel mehrere Stufen und ist besonders zeitintensiv. Durch den Einsatz von Rubber/Filler-Composites (RFC) mit silanisierter Kieselsäure und des kontinuierlichen Mischprozess können Mischzeit und Mischenergie deutlich reduziert werden. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Prinzipien des kontinuierlichen Mischens auf Basis von Versuchen im Doppelschneckenextruder. Es wird dabei das Mischen von RFC basierend auf E-SBR/Kieselsäure/Silan, S-SBR/Kieselsäure/Silan und BR/Kieselsäure/Silan zusammen mit Vernetzungschemikalien untersucht. Es werden die Zusammenhänge zwischen den Prozessparametern wie Schneckengeometrie, Dosierungsaufbau, Schneckendrehzahl, Durchsatz und Füllgrad und den Mischungs- und Vulkanisateigenschaften (z.B. Füllstoff-Füllstoff Wechselwirkung, Zugfestigkeit und Abrieb) gezeigt. Zum Schluss werden Untersuchungen aus Mischversuchen im Doppelschneckenextruder in einer Kombination mit einem Transfermixextruder und Zahnradpumpe dargestellt. Die zusammengefassten Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass das kontinuierliche Mischverfahren eine geeignete und vorteilhafte Technologie zur Herstellung von Kieselsäure gefüllten Kautschukmischungen und Kautschukblends ist. Dabei ist eine Optimierung der Schneckengeometrie und den Verfahrensparametern notwendig. Unter diesen Voraussetzungen kann der kontinuierliche Mischprozess als einstufiger oder zweistufiger Prozess realisiert werden.