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Beitrag zum Einsatz von unidirektional naturfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen als Werkstoff für großflächige StrukturbauteileSedlacik, Gert 23 July 2004 (has links)
In this work the possibility for using natural fiber-reinforced thermoplastics in highly loaded large surface structural elements is demonstrated. A production process to fabricate an inexpensive semi-finished material made of polypropylene and unidirectionally orientated natural fibers was developed. The feasibility of the process was proven for different fiber contents. In further examinations optimal parameters for processing the semi-finished material to produce composites by press forming were examined. With these optimal parameters composites have been fabricated that were tested for their static and dynamic properties.
On the basis of the characteristic values of these examinations the field of application for natural fiber reinforced thermoplastics in use of large surface structural elements could be shown. As an example for such an element a rotor blade of a wind turbine with a length of 3,75 m was created. For a prediction of the behaviour of the loaded rotor blade the following load cases were simulated by means of the FEM:
- 50-year gust, with a wind velocity of 50 m/s and standing rotor
- Nominal load, with a wind velocity of 11 m/s and turning rotor.
For an evaluation of the composite behaviour the Tsai Wu criterion was used, because of its capability to determine the failure condition under multi-axle stress.
With these simulations it could be shown that it is theoretically possible to use natural fiber-reinforced thermoplastics as material for large surface structural elements. / In der vorliegenden Arbeit wurde eine Möglichkeit für die Verwendung von naturfaserverstärkten Thermoplasten in hochbelasteten großflächigen Strukturbauteilen aufgezeigt. Es wurde ein Verfahren entwickelt, welches die preiswerte Herstellung eines Halbzeuges aus Polypropylen und unidirektional ausgerichteten Naturfasern ermöglicht. Die Realisierbarkeit dieses Verfahrens konnte für verschiedene Naturfasergehalte nachgewiesen werden. In weiteren Untersuchungen wurden die optimalen Verarbeitungsparameter für die Herstellung von Faserverbunden aus diesem Halbzeug mittels der Presstechnik ermittelt. Mit diesen optimalen Parametern wurden Verbunde hergestellt und auf ihre statischen und dynamischen Eigenschaften geprüft.
Auf Grundlage der in diesen Prüfungen ermittelten Kennwerte konnte die Einsatzmöglichkeit dieser naturfaserverstärkten Thermoplaste für ein großflächiges Strukturbauteil gezeigt werden. Als Beispiel für ein solches Bauteil wurde ein 3,75 m langes Rotorblatt einer Windkraftanlage entworfen. Um eine Aussage über das Verhalten des Rotorblattes unter Belastung treffen zu können, wurden folgende Lastfälle mit Hilfe der FEM simuliert:
- 50-Jahres-Böe, mit Windgeschwindigkeit von 50 m/s und stehendem Rotor
- Nennlast, mit Windgeschwindigkeit von 11 m/s und drehendem Rotor
Für die Bewertung des Verbundverhaltens wurde das Tsai-Wu-Ausfallkriterium herangezogen, da es eine Aussage über das Bruchverhalten von Faserverbunden unter mehrachsiger Belastung erlaubt.
Die Auswertung dieser Simulationen ergab, dass es theoretisch möglich ist, naturfaserverstärkte Thermoplaste als Werkstoff in großflächigen Strukturbauteilen einzusetzen.
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Studien zum hygrischen Verhalten gealterter Leinwändevon Reden, Anna 21 May 2019 (has links)
Die vorliegende Dissertation hat die Untersuchung des hygrischen Verhaltens der Leinwand als Bildträger eines Leinwandgemäldes zum Gegenstand. Diese überaus komplexen Mechanismen sind in der Konservierungswissenschaft bis heute nicht verstanden.
In dem theoretischen Teil der Arbeit wird das komplexe Verhalten der Leinwand anhand ihres strukturellen Aufbaus erläutert. Die Darstellung der Erkenntnisse des aktuellen Forschungsstandes erfolgt bezüglich folgender struktureller Ebenen: Cellulose, Elementarfaser, technische Faser, Garn, Gewebe, Bildträger eines Leinwandgemäldes sowie deren Degradationsmechanismen. An den relevanten Stellen werden einflussgebende Faktoren benannt und analysiert. Gleichzeitig findet die Darstellung der Wissenslücken statt, woraus die für das Thema der Arbeit relevanten Forschungsfragen abgeleitet werden.
Der experimentelle Teil greift einen Teil der benannten Forschungsfragen auf und untersucht die Leinwand auf der Ebene der Cellulose in Bezug auf ihr hygrisches Verhalten. Dabei steht die Frage im Vordergrund, ob ein Zusammenhang zwischen der Alterung der Leinwand und der Menge der aufgenommenen Feuchte besteht und wie dieser erfasst werden kann.
In die Untersuchung werden neue, gebleichte und künstlich gealterte Flachsgewebe, sowie historische Bildträgerproben einbezogen. Für die Charakterisierung der Degradation werden folgende Merkmale erfasst: Gewebestrukturanalyse, pH-Wert, Kettenlänge der Cellulose, Kristallinität der Cellulose, Festigkeit am Gewebe und am Garn. Teilweise werden relevante Messverfahren zur Erfassung der genannten Merkmale entwickelt bzw. auf die besonderen Anforderungen historischer Bildträger angepasst. Die Menge der aufgenommenen Feuchte wird gravimetrisch erfasst und als Sorptionsisotherme dargestellt. Darüber hinaus erfolgt die Entwicklung einer Methode zur Erfassung der Gleichgewichtsfeuchte in situ am Gewebe oder Bildträger mittels Nah-Infrarot-Spektroskopie.:Inhaltsverzeichnis
Dank
Kurzfassung
Abstract
Abkürzungsverzeichnis
Vorbemerkung
1 Einleitung
1.1 Einführung in das Thema
1.2 Zielstellung und Aufbau der Arbeit
2 Forschungsstand
2.1 Celluloseforschung
2.2 Textiltechnische Forschung
2.3 Konservierungswissenschaftliche Forschung
2.3.1 Herstellung und Aufbau des textilen Bildträgers
2.3.2 Degradation des textilen Bildträgers
2.3.3 Verhalten des textilen Bildträgers und des Leinwandgemäldes
3 Von der Cellulose zum Leinwandgemälde: Einflussfaktoren auf das hygrische Verhalten der Leinwand
3.1 Grundlagen und Begriffsdefinitionen
3.1.1 Begriffsdefinitionen und grundlegender Aufbau der Leinwand
3.1.2 Begriffsdefinitionen und Grundlagen des hygrischen Verhaltens der Leinwand
3.2 Aufbau der Elementarfaser des Flachses
3.2.1 Cellulose
3.2.2 Begleitsubstanzen
3.2.3 Zusammenfassung
3.3 Flachsanbau und Gewinnung der technischen Faser
3.3.1 Flachsanbau
3.3.2 Gewinnung der technischen Faser
3.3.3 Zusammenfassung
3.4 Garn
3.4.1 Verspinnen der technischen Fasern zum Garn
3.4.2 Garngeometrie
3.4.3 Schlichte
3.4.4 Maximale Wasseraufnahme
3.4.5 Vergleich zu Baumwolle
3.4.6 Zusammenfassung
3.5 Gewebe
3.5.1 Weben
3.5.2 Veredlung der Gewebe
3.5.3 Sorption von Feuchte im Gewebe
3.5.4 Geschwindigkeit von Sorption und Desorption
3.5.5 Dimensionsänderungen des Gewebes
3.5.6 Feuchteeinfluss auf die physikalischen Eigenschaften des Gewebes
3.5.7 Zusammenfassung
3.6 Leinwand
3.6.1 Gespannte Leinwand
3.6.2 Vorleimung
3.6.3 Grundierung
3.6.4 Malschicht
3.6.5 Gemälde als Materialverbund
3.6.6 Zusammenfassung
3.7 Degradation der Leinwand
3.7.1 Degradationsmechanismen
3.7.2 Auslösende Faktoren
3.7.3 Hygrisches Verhalten degradierter Leinwände
3.7.4 Zusammenfassung
4 Forschungsfragen und Zielstellung des experimentellen Teils
4.1 Analyse von Kapitel 3: Zusammenfassung einflussgebender Faktoren auf das hygrische Verhalten der Leinwand
4.2 Forschungsfragen
4.3 Ziele des experimentellen Teils
5 Analyse und Bewertung relevanter Messverfahren
5.1 Auswahl der Versuchsgewebe und deren Charakterisierung
5.1.1 Die Wahl der Versuchsgewebe
5.1.2 Künstliche Alterung neuer Gewebe
5.1.3 Bleichen neuer Gewebe
5.1.4 Charakterisierung der Gewebe durch die Gewebestrukturanalyse
5.2 Charakterisierung der Degradation am Gewebe
5.2.1 Messung des pH-Wertes
5.2.2 Bestimmung der Kettenlänge der Cellulose
5.2.3 Bestimmung der Kristallinität der Cellulose
5.2.4 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften
5.3 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte
5.3.1 Sorptionsisothermen
5.3.2 Nah-Infrarot-Spektroskopie
5.4 Weiterführende Methoden
5.4.1 Variable Pressure-Rasterelektronenmikroskopie
5.4.2 Nano-Computertomographie
6 Durchführung der Experimente
6.1 Verwendete Gewebe
6.1.1 Neue Gewebe
6.1.2 Künstliche Alterung
6.1.3 Bleichen der Gewebe
6.1.4 Historische Gewebeproben
6.1.5 Benennung der verwendeten Gewebeproben
6.1.6 Gewebestrukturanalyse
6.2 Charakterisierung der Degradation der Gewebe
6.2.1 Bestimmung des pH-Wertes
6.2.2 Bestimmung der Kettenlänge der Cellulose
6.2.3 Bestimmung der Kristallinität der Cellulose
6.2.4 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften
6.3 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte
6.3.1 Sorptionsisothermen
6.3.2 Bestimmung des Feuchtezuschlags mittels Nah-Infrarot-Spektroskopie
6.4 Analyse der Ergebnisse
6.4.1 Bewertung der Degradation der verwendeten Gewebe
6.4.2 Korrelation der gemessenen Parameter der Degradation
6.4.3 Zusammenhang zwischen Degradation und hygrischem Verhalten
7 Zusammenfassung
7.1 Erkenntnisse aus dem theoretischen Teil der Arbeit
7.2 Erkenntnisse aus dem experimentellen Teil der Arbeit
7.2.1 Bewertung einzelner Messverfahren
7.2.2 Erkenntnisse aus den durchgeführten Experimenten
8 Schlussbemerkung
Anhang
A Tabellen
A.1 Definitionen
B Anlagen zum experimentellen Teil
B.1 Charakterisierung der verwendeten Gewebe
B.1.1 Neues Flachsgewebe N1, Herstellerangaben
B.1.2 Künstliche Alterung
B.2 Gewebestrukturanalysen und Informationen der verwendeten Gewebe und historischen Proben
B.3 Ergebnisse pH-Wert Messung
B.4 Kapillarviskosimetrie
B.4.1 Verwendete Geräte
B.4.2 Protokoll zur Erfassung des Feuchtezuschlags der Garnproben
B.4.3 Messprotokolle Viskosität
B.5 Infrarot-Spektroskopie
B.5.1 Ergebnisse
B.6 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften
B.6.1 Streifen-Zugversuch an Geweben
B.6.2 Nullzugfestigkeit an Garnabschnitten
B.7 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte durch Sorptionsisothermen
B.7.1 Statische Methode
B.7.2 Dynamische Methode
B.8 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte mittels NIR-Spektroskopie
Literaturverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis / This study focusses on the hygroscopic behaviour of canvases as a painting support. The complex behaviour of canvas is not yet fully understood in conservation science.
The theoretical chapter of this thesis describes the current state of research on the interaction between linen canvas and moisture. This is done by precisely distinguishing between the following structural hierarchies: cellular, fibrous, yarn, fabric, fabric support and its respective degradation mechanisms. Hereby the main gaps in knowledge and key questions relating to the behaviour of a canvas painting are being highlighted. Subsequently, the research question for this thesis are derived from this nescience.
The aim of the experimental part of this thesis is to examine the hygroscopic behaviour of linen canvas at the cellulose level. Leading question is whether there is a correlation between the condition of degraded canvases and its capacity to bind moisture and how this can be measured.
Studies are conducted with new, bleached and artificially aged linen canvases, as well as historical samples of painting supports. To classify the degradation of each canvas the following characteristics are determined: analysis of fabric structure, pH-value, chain length of cellulose, degree of crystallinity of cellulose and strength of fabric and yarn. Some of the measuring techniques have to be developed beforehand or adopted to the special requirements of historical samples of small size. The adsorption and desorption is analysed by registering sorption isotherms. In addition near-infraread spectroscopy is evaluated whether this analytical technique can be used for in-situ analysis of the moisture content of canvas.:Inhaltsverzeichnis
Dank
Kurzfassung
Abstract
Abkürzungsverzeichnis
Vorbemerkung
1 Einleitung
1.1 Einführung in das Thema
1.2 Zielstellung und Aufbau der Arbeit
2 Forschungsstand
2.1 Celluloseforschung
2.2 Textiltechnische Forschung
2.3 Konservierungswissenschaftliche Forschung
2.3.1 Herstellung und Aufbau des textilen Bildträgers
2.3.2 Degradation des textilen Bildträgers
2.3.3 Verhalten des textilen Bildträgers und des Leinwandgemäldes
3 Von der Cellulose zum Leinwandgemälde: Einflussfaktoren auf das hygrische Verhalten der Leinwand
3.1 Grundlagen und Begriffsdefinitionen
3.1.1 Begriffsdefinitionen und grundlegender Aufbau der Leinwand
3.1.2 Begriffsdefinitionen und Grundlagen des hygrischen Verhaltens der Leinwand
3.2 Aufbau der Elementarfaser des Flachses
3.2.1 Cellulose
3.2.2 Begleitsubstanzen
3.2.3 Zusammenfassung
3.3 Flachsanbau und Gewinnung der technischen Faser
3.3.1 Flachsanbau
3.3.2 Gewinnung der technischen Faser
3.3.3 Zusammenfassung
3.4 Garn
3.4.1 Verspinnen der technischen Fasern zum Garn
3.4.2 Garngeometrie
3.4.3 Schlichte
3.4.4 Maximale Wasseraufnahme
3.4.5 Vergleich zu Baumwolle
3.4.6 Zusammenfassung
3.5 Gewebe
3.5.1 Weben
3.5.2 Veredlung der Gewebe
3.5.3 Sorption von Feuchte im Gewebe
3.5.4 Geschwindigkeit von Sorption und Desorption
3.5.5 Dimensionsänderungen des Gewebes
3.5.6 Feuchteeinfluss auf die physikalischen Eigenschaften des Gewebes
3.5.7 Zusammenfassung
3.6 Leinwand
3.6.1 Gespannte Leinwand
3.6.2 Vorleimung
3.6.3 Grundierung
3.6.4 Malschicht
3.6.5 Gemälde als Materialverbund
3.6.6 Zusammenfassung
3.7 Degradation der Leinwand
3.7.1 Degradationsmechanismen
3.7.2 Auslösende Faktoren
3.7.3 Hygrisches Verhalten degradierter Leinwände
3.7.4 Zusammenfassung
4 Forschungsfragen und Zielstellung des experimentellen Teils
4.1 Analyse von Kapitel 3: Zusammenfassung einflussgebender Faktoren auf das hygrische Verhalten der Leinwand
4.2 Forschungsfragen
4.3 Ziele des experimentellen Teils
5 Analyse und Bewertung relevanter Messverfahren
5.1 Auswahl der Versuchsgewebe und deren Charakterisierung
5.1.1 Die Wahl der Versuchsgewebe
5.1.2 Künstliche Alterung neuer Gewebe
5.1.3 Bleichen neuer Gewebe
5.1.4 Charakterisierung der Gewebe durch die Gewebestrukturanalyse
5.2 Charakterisierung der Degradation am Gewebe
5.2.1 Messung des pH-Wertes
5.2.2 Bestimmung der Kettenlänge der Cellulose
5.2.3 Bestimmung der Kristallinität der Cellulose
5.2.4 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften
5.3 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte
5.3.1 Sorptionsisothermen
5.3.2 Nah-Infrarot-Spektroskopie
5.4 Weiterführende Methoden
5.4.1 Variable Pressure-Rasterelektronenmikroskopie
5.4.2 Nano-Computertomographie
6 Durchführung der Experimente
6.1 Verwendete Gewebe
6.1.1 Neue Gewebe
6.1.2 Künstliche Alterung
6.1.3 Bleichen der Gewebe
6.1.4 Historische Gewebeproben
6.1.5 Benennung der verwendeten Gewebeproben
6.1.6 Gewebestrukturanalyse
6.2 Charakterisierung der Degradation der Gewebe
6.2.1 Bestimmung des pH-Wertes
6.2.2 Bestimmung der Kettenlänge der Cellulose
6.2.3 Bestimmung der Kristallinität der Cellulose
6.2.4 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften
6.3 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte
6.3.1 Sorptionsisothermen
6.3.2 Bestimmung des Feuchtezuschlags mittels Nah-Infrarot-Spektroskopie
6.4 Analyse der Ergebnisse
6.4.1 Bewertung der Degradation der verwendeten Gewebe
6.4.2 Korrelation der gemessenen Parameter der Degradation
6.4.3 Zusammenhang zwischen Degradation und hygrischem Verhalten
7 Zusammenfassung
7.1 Erkenntnisse aus dem theoretischen Teil der Arbeit
7.2 Erkenntnisse aus dem experimentellen Teil der Arbeit
7.2.1 Bewertung einzelner Messverfahren
7.2.2 Erkenntnisse aus den durchgeführten Experimenten
8 Schlussbemerkung
Anhang
A Tabellen
A.1 Definitionen
B Anlagen zum experimentellen Teil
B.1 Charakterisierung der verwendeten Gewebe
B.1.1 Neues Flachsgewebe N1, Herstellerangaben
B.1.2 Künstliche Alterung
B.2 Gewebestrukturanalysen und Informationen der verwendeten Gewebe und historischen Proben
B.3 Ergebnisse pH-Wert Messung
B.4 Kapillarviskosimetrie
B.4.1 Verwendete Geräte
B.4.2 Protokoll zur Erfassung des Feuchtezuschlags der Garnproben
B.4.3 Messprotokolle Viskosität
B.5 Infrarot-Spektroskopie
B.5.1 Ergebnisse
B.6 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften
B.6.1 Streifen-Zugversuch an Geweben
B.6.2 Nullzugfestigkeit an Garnabschnitten
B.7 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte durch Sorptionsisothermen
B.7.1 Statische Methode
B.7.2 Dynamische Methode
B.8 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte mittels NIR-Spektroskopie
Literaturverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
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Beitrag zur Charakterisierung naturfaserverstärkter Verbundwerkstoffe mit hochpolymerer MatrixLampke, Thomas 23 October 2001 (has links) (PDF)
Die Zielstellung dieser Dissertation besteht darin, einen Beitrag zur
Charakterisierung sowohl der Ausgangsmaterialien (Naturfasern, Polymere)
als auch ihrer Verbundeigenschaften zu leisten. Morphologische
Unterschiede der Fasern, im wesentlichen bedingt durch Erntezeitpunkt,
Röstdauer und Verarbeitungsbedingungen, haben Einfluss auf die
mechanischen Kennwerte als auch auf das Faser/Matrix-Interface des
Verbundwerkstoffs. Durch unterschiedliche Verfahren (Thermoanalyse,
Ubbelohde-Viskosimetrie, NMR-Spektroskopie, Einzelfaserzugversuch) werden
sowohl das Degradationsverhalten als auch die Prozessgrenzen bestimmt.
Zur Einschätzung des Grenzflächenzustands werden oberflächensensitive
Verfahren (BET-Verfahren, Zeta-Potentialbestimmung, IR-Spektroskopie,
Rasterelektronen-mikroskopie) angewendet. Die Charakterisierung der durch
Compoundieren und Spritzgießen, bzw. durch Konsolidieren von
Hybridvliesen hergestellten Verbunde erfolgt mittels quasi-statischer
bzw. dynamisch-mechanischer Methoden (DMA). Fraktographische
rasterelektronenmikroskopische und IR-spektroskopische Untersuchungen
belegen die Veränderung des Interfaces durch geeignete Faserbehandlung,
Prozessparameter und Haftvermittlung. Die vorliegende Arbeit weist die
effektive Verstärkungswirkung der Naturfasern Flachs bzw. Hanf in
hochpolymeren Matrices zuverlässig nach. / The objectives of this dissertation are the characterization of the
components (natural fibers, polymers) and the resulting properties of the
composites. Due to differences in fiber morphology, mainly caused by the
date of harvest, retting and fiber separation procedures, the mechanical
properties and the fiber/matrix interface are effected. The degradation
and the limits of the process are characterized by means of thermal
analysis, Ubbelohde viscosimetry, NMR spectroscopy and single fiber
tensile test. Surface sensitive methods (BET measurements, zeta potential
measurements, IR-spectroscopy) were applied to evaluate the fiber/matrix
interface. The composites were first manufactured by compounding and
injection molding as well as by consolidation of hybrid nonwovens and
characterized by means of quasi statical and dynamic-mechanical methods.
The effect of adequate fiber treatements, process parameters and coupling
agents becomes obvious applying fractographic SEM and IR spectroscopic
measurements. The gained results indicate the strengthening effect of
natural fibers like flax and hemp on the performance of high polymers.
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Spritzgießen und resultierende Verbundeigenschaften von flachsfaserverstärktem PolypropylenAurich, Torsten 01 June 2001 (has links)
Die Arbeit behandelt am Beispiel von flachsfaserverstärktem Polypropylen die Verarbeitung von naturfaserverstärkten Thermoplasten im Spritzgießverfahren und die resultierenden Verbundeigenschaften. Im Grundlagenteil der Arbeit werden die Flachsfasern mit ihren besonderen chemischen und physikalischen Eigenschaften vorgestellt, die theoretischen Grundlagen zur Suspensionsrheologie, der Beschreibung von räumlichen Orientierungszuständen, zur Faser-Makrostruktur-Ausbildung und zum Spannungs-Verformungsverhalten von kurzfaserverstärkten Thermoplasten dargelegt. Phänomenologisch wird das rheologische Verhalten der flachsfasergefüllten thermoplastischen Schmelze charakterisiert. Weiterhin wird der Formfüllvorgang simuliert. Für die Bewegung der in der Schmelze mitgeschleppten Fasern werden die für konventionelle Kurzfasern gebräuchlichen Berechnungsansätze benutzt und deren Vorhersagegenauigkeit für flachsfaserverstärktes Polypropylen anhand experimenteller Ergebnisse beurteilt. Die resultierende Verbundsteifigkeit wird mit einem analytischen Modell unter Berücksichtigung der Orientierungssituation und Zuhilfenahme von mikromechanisch berechneten Faserkennwerten bestimmt. Abschließend wird der Einfluss technologischer und konstruktiver Parameter dargelegt.
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Beitrag zur Charakterisierung naturfaserverstärkter Verbundwerkstoffe mit hochpolymerer MatrixLampke, Thomas 23 October 2001 (has links)
Die Zielstellung dieser Dissertation besteht darin, einen Beitrag zur
Charakterisierung sowohl der Ausgangsmaterialien (Naturfasern, Polymere)
als auch ihrer Verbundeigenschaften zu leisten. Morphologische
Unterschiede der Fasern, im wesentlichen bedingt durch Erntezeitpunkt,
Röstdauer und Verarbeitungsbedingungen, haben Einfluss auf die
mechanischen Kennwerte als auch auf das Faser/Matrix-Interface des
Verbundwerkstoffs. Durch unterschiedliche Verfahren (Thermoanalyse,
Ubbelohde-Viskosimetrie, NMR-Spektroskopie, Einzelfaserzugversuch) werden
sowohl das Degradationsverhalten als auch die Prozessgrenzen bestimmt.
Zur Einschätzung des Grenzflächenzustands werden oberflächensensitive
Verfahren (BET-Verfahren, Zeta-Potentialbestimmung, IR-Spektroskopie,
Rasterelektronen-mikroskopie) angewendet. Die Charakterisierung der durch
Compoundieren und Spritzgießen, bzw. durch Konsolidieren von
Hybridvliesen hergestellten Verbunde erfolgt mittels quasi-statischer
bzw. dynamisch-mechanischer Methoden (DMA). Fraktographische
rasterelektronenmikroskopische und IR-spektroskopische Untersuchungen
belegen die Veränderung des Interfaces durch geeignete Faserbehandlung,
Prozessparameter und Haftvermittlung. Die vorliegende Arbeit weist die
effektive Verstärkungswirkung der Naturfasern Flachs bzw. Hanf in
hochpolymeren Matrices zuverlässig nach. / The objectives of this dissertation are the characterization of the
components (natural fibers, polymers) and the resulting properties of the
composites. Due to differences in fiber morphology, mainly caused by the
date of harvest, retting and fiber separation procedures, the mechanical
properties and the fiber/matrix interface are effected. The degradation
and the limits of the process are characterized by means of thermal
analysis, Ubbelohde viscosimetry, NMR spectroscopy and single fiber
tensile test. Surface sensitive methods (BET measurements, zeta potential
measurements, IR-spectroscopy) were applied to evaluate the fiber/matrix
interface. The composites were first manufactured by compounding and
injection molding as well as by consolidation of hybrid nonwovens and
characterized by means of quasi statical and dynamic-mechanical methods.
The effect of adequate fiber treatements, process parameters and coupling
agents becomes obvious applying fractographic SEM and IR spectroscopic
measurements. The gained results indicate the strengthening effect of
natural fibers like flax and hemp on the performance of high polymers.
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