Year 2019, football, rugby, netball and skiing had most occurring ACL injuries, listed by United Kingdom National Ligament Report (NLR). The standard procedure treatment of complete laceration of the ACL, is performed by tissue autograft implantation designed from a patellar tendon, for replacement of damaged tissue using orthopaedic surgery. The aim of this thesis is to design and fabricate an ACL graft, attempting to mimic the natural ACL, for the purpose of tissue reconstruction. The desired graft analogues exhibited properties imitating native connective tissue, reducing pain through drug delivery with great biocompatibility and enhance suture mechanical strength. Various biomaterials were implemented into this study, utilising strategies; polymer solution fabrication, electrospinning, hydrogel synthesis, mechanical braiding and graft assembly to fabricate an ACL graft. The polymeric material poly (E- caprolactone) (PCL) was researched, utilising its ability to fabricate scaffolds. Results showed, three analogue ACL grafts (Braided PCL-BP, Braided PCL + Hydrogel-BPH & Braided PCL + Sutures-BPS) created utilising the properties of braiding, hydrogels and sutures, ultimately improving the versatility of electrospinning for tissue engineering and reconstruction. Graft analogues were tested and compared against patellar tendons producing similar tensile properties. Poly vinyl alcohol (PVA) hydrogels successfully held ibuprofen, revealing drug delivery characteristics, polyester threads improved mechanical properties of electrospun grafts and dry degradation showed that PCL did not lose significant mass over two months. Conclusion, tensile strength of patella tendon was 395x, 790x & 56x of analogue grafts (BP, BPH & BPS) respectively, having potential for improvement of tensile parameters for ligament reconstruction.

Магистерская диссертация посвящена открытию ООО «МОДОС» Магистерская диссертация содержит введение, 3 главы, заключение, библиографию и приложения. ООО Модос» - предприятие, специализирующееся на конструировании и изготовлении моделей и стержневых ящиков для литейных предприятий, использующих химически твердеющие смеси. Существующий рынок был проанализирован. В настоящее время много предприятий нуждаются в данном продукте, поскольку растет спрос на замену оборудования и запасные части. Использование полиэфирной смолы дает ряд преимуществ, таких как: Полиэфирная смола имеет высокую прочность и износостойкость; Угол смачивания полиэфирной смолы выше чем у модельных пластиков, что снижает количество прилипшей к поверхности моделей и стержневых ящиков смеси. Цена полиэфирной смолы меньше модельных пластиков на 30-40%, что есть основное преимущество для выбора материала. Проектируемое производство гарантирует конкурентоспособное изготовление моделей и стержневых ящиков благодаря грамотному конструированию, низкой себестоимости, высококачественным материалам и использованию современных фрезерных станков с ЧПУ. / Master’s thesis is devoted to establish limited liability company « MODOS » Master’s thesis consists of an introduction, 3 chapters, conclusion, references list and appendixes. LLC "MODOS" is a company specializing in the design and manufacture of patterns and core boxes for foundries using chemically bonded sand. The existing market has been analyzed. Currently, many companies need this product, as the demand for updating equipment and manufacturing spare parts for it has increased. Polyester resin materials has a number of advantages, such as: Polyester resin has higher strength and wear resistance; The wetting angle of the resin is much larger than that of plastics, which reduces the amount of adhesive sand to the surface of patterns and core boxes; The price of polyester resin is lower than plastics by 30-40%, which is the main advantage in choosing this material. The projected production will ensure competitive manufacture of patterns and core boxes due to competent design, low cost, use of high-quality materials and modern axis-controlled mill.

Die mikro- und makroskopischen Eigenschaften teilkristalliner Thermoplasten werden insbesondere durch die lokale Kristallisation während der Verarbeitung geprägt. Trotz des allgegenwärtigen Einsatzes dieser Werkstoffe liegen über die grundlegenden Entstehungsmechanismen der Strukturausprägungen und die daraus resultierende Auswirkung auf das Eigenschaftsprofil noch immer große Wissensdefizite vor. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde daher das Kristallisationsverhalten an ausgewählten Vertretern der Polyester untersucht, um einen wissenschaftlichen Beitrag für das weitere Verständnis der prozessinduzierten Strukturausprägungen zu leisten. Der Fokus der Untersuchungen lag darauf, die Kristallisation und ihre werkstofflichen Auswirkungen sowohl unter rein theoretischen als auch unter prozessnahen thermischen Randbedingungen zu untersuchen. Erreicht wurde dies unter anderem durch labortechnische Analysen insbesondere mittels der Hochgeschwindigkeitskalorimetrie, der Strukturaufklärung und Eigenschaftserfassung spritzgegossener Probekörper sowie der Anwendung eines experimentell-simulativen Ansatzes zur Untersuchung des lokalen Abkühl- und Kristallisationsverhaltens durch die Finite-Differenzen-Methode. Die Ergebnisse zeigen, dass die durch die Verarbeitung induzierte Strukturausprägung der untersuchten Polyester nicht nur durch eine ausgeprägte Primär-, sondern auch durch die unmittelbar einsetzende Sekundärkristallisation geprägt wird. Dabei wird deutlich, dass die resultierende strukturelle Beschreibung zwingend nach dem 3-Phasenmodell erfolgen muss, da dieses neben der klassischen amorphen und kristallinen Phase zudem eine Zwischenphase berücksichtigt, welche die Phasenzusammensetzung maßgeblich prägen kann. / The micro- and macroscopic properties of semi-crystalline thermoplastics are particularly influenced by the local crystallization during processing. Despite the widespread use of these materials, there is still a significant lack of knowledge about the fundamental mechanisms of crystallization and the impact on the resulting profile of properties. Therefore, the crystallization behavior of selected representatives of polyesters was investigated in order to contribute to a scientific understanding of the process-induced structural characteristics. The focus of the investigations was on the crystallization and its material effects both under purely theoretical and process-related thermal boundary conditions. Among other things, this was achieved through laboratory studies especially using the Fast Scanning Calorimetry as well as the structure clarification and property detection of injection-molded specimens. Furthermore, the application of an experimental-simulative approach using the finite-difference method in order to investigate the local cooling and crystallization behavior was performed. The results show that the process-induced structural characteristics of the investigated polyesters are not only influenced by a pronounced primary crystallization, but also by immediately secondary crystallization. It becomes clear that the resulting structural description must necessarily follow the 3-phase model, since this also considers the classic amorphous and crystalline phase as well as an intermediate phase, which can significantly influence the phase composition.

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In response to the growing concerns surrounding pollution and sustainability, this research explores the possibility of recycling post-consumer polyester (PET) and nylon (PA6) waste for textile applications. By blending the polymers and analyzing the recyclability and thermomechanical properties of PET/PA6 blends, this study aims to contribute to the development of sustainable materials for textile applications. Virgin PET and PA6 polymers were utilized, with blending ratios ranging from 35% PET to 65% PET to assess the impact of composition on the material’s performance. Compounding and injection molding techniques were employed to prepare samples for characterization. Mechanical testing revealed that the blending of PET and PA6 increased tensile and flexural strengths, with higher PET content leading to increased stiffness. However, impact testing indicated a decrease in toughness with the incorporation of PET, which is attributed to increased crystallinity. Thermal analysis demonstrated that the blends retained sufficient thermal stability for industrial processing, despite slight reductions in degradation temperatures. Differential scanning calorimetry explained the crystallization behavior of the blends, revealing nuanced changes in PET's crystallization temperature. The dynamic mechanical analysis highlighted enhanced elastic modulus and improved rigidity and adhesion. These findings may have significant implications for polymer blend research and applications. Understanding the mechanical and thermal behavior of PET/PA6 blends is crucial for optimizing their performance in textiles and various other sectors. The study contributes to the development of sustainable materials with improved mechanical properties, offering potential solutions to environmental challenges and promoting the adoption of recyclable polymers in society. Future research should focus on optimizing blend compositions with compatibilizers to enhance impact strength and fully integrate these materials into textile production processes.

Bei angeborenen Herzfehlern, die bei 1 bis 1,2 % aller Lebendgeburten auftreten und so-mit die häufigste behandlungsbedürftige Organfehlbildung darstellen, kommen regelhaft kardiovaskuläre Implantate im Rahmen der chirurgischen bzw. interventionellen Therapie zum Einsatz. Hierzu zählen u. a. Shunts, Patches und Okkluder, die aus verschiedenen Implantatmaterialien hergestellt werden. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin – basierend auf histologischen Untersuchungen – Unterschiede bzw. Gemeinsamkeiten bezüglich der Biokompatibilität nicht-metallischer Implantatmaterialien zu prüfen, da eine bewusste Materialauswahl kardiovaskulärer Implantate zur Therapie angeborener Herzfehler zu besseren Langzeitergebnissen der Implantate beitragen kann. Untersucht wurden Implantate, die im Rahmen von Korrekturoperationen entnommen wurden und anschließend im Forschungslabor für Pädiatrische Kardiologie und Intensivmedizin der Universitätsmedizin Göttingen ausgewertet wurden: Shunts aus PTFE (n = 21, durchschnittliche Implantationszeit: 18 Monate), Patches aus PTFE (n = 13, durchschnittliche Implantationszeit: 247 Monate) und Polyester (n = 4, durchschnittli¬che Implantationszeit: 321 Monate) sowie Okkluder aus PTFE (n = 3, durchschnittliche Implantationszeit: 74 Monate), Polyester (n = 9, durchschnittliche Implantationszeit: 30 Monate) und PVA (n = 2, durchschnittliche Implantationszeit: 23 Monate). Zur Herstellung histologischer Präparate wurden metallhaltige Implantate (Okkluder) sowie solche mit bereits makroskopisch sichtbarer Verkalkung in Methylmethacrylat-Kunstharz eingebettet und anschließend gesägt und geschliffen, sodass sie lichtmikroskopisch ausgewertet werden konnten. Die anderen Implantate wurden in Paraffin eingebettet und geschnitten. Neben konventionellen Färbungen zur Übersicht und Darstellung von Verkalkungen wurden immunhistochemische Färbungen eingesetzt. Unabhängig vom Implantatmaterial konnte regelhaft eine endothelialisierte und neovaskularisierte Pseudointima, hauptsächlich am ehesten aus Myofibroblasten und Fibroblasten bestehend, dargestellt werden. Das im Implantatmaterial neu gebildete Gewebe bestand hauptsächlich aus Fibroblasten und war neovaskularisiert. Implantatassoziierte, chronische Entzündungsreaktionen – getragen durch Makrophagen und Lymphozyten – sowie Fremdkörperreaktionen – getragen durch FKR – waren bei den Polyester- und PVA-Implantaten stärker ausgeprägt als bei den PTFE-Implantaten. Verkalkungen in Pseudointima- und Implantatgewebe wurden bei den Polyester-Implantaten ab einer Implantationszeit von 3 Jahren und 4 Monaten, bei den PTFE-Implantaten ab einer Implantationszeit von 5 Jahren und 10 Monaten beobachtet. Die durch Polyester hervorgerufene, stärker ausgeprägte Entzündungsreaktion ist als Ursache der zu einem früheren Zeitpunkt einsetzenden Verkalkung von Polyester-Implantaten anzusehen. Während bei den Polyester-Implantaten häufig eher ungleichmäßig verteilte und unregelmäßig geformte, punktförmige Verkalkungen bis hin zu kleinen Kalkaggregaten in Pseudointima- und Implantatgewebe vorhanden waren, wiesen die PTFE-Implantate zumeist gleichmäßige, großflächig-konfluierende Verkalkungen auf. Es konnte gezeigt werden, dass bei Implantaten, die Polyester- oder PTFE-Anteile enthal¬ten, mittelfristig mit der Entwicklung von lokalen Verkalkungen zu rechnen ist, die im Langzeitverlauf zu Komplikationen führen können. Dies muss bei der Implantatauswahl beachtet werden. Möglicherweise kann in Zukunft durch die Entwicklung neuartiger Materialien eine Verminderung der Verkalkungstendenz, zum Beispiel durch Biodegra¬dierbarkeit des Implantatmaterials, erreicht werden.

Depuis une quinzaine d’années, les polymères chiraux sont utilisés dans de nombreuses applications, comme phases stationnaires pour la séparation d’énantiomères ou encore en tant que catalyseurs en synthèse asymétrique. Aux vues de ces intérêts grandissants, de nombreuses méthodes ont émergé afin de les synthétiser. Nous nous sommes concentrés sur des méthodes organocatalytiques originales de synthèse de polymères chiraux par réaction de polyaldolisation et par désymétrisation de bis-anhydrides. Nous avons ainsi développé des processus de désymétrisation itératifs et ainsi généré une chiralité C-centrée sur la chaine polymérique. Des polyesters chiraux ont ainsi été obtenus avec de très bonnes séléctivités. / Chiral polymers are used in many applications such as stationary phases for chiral HPLC and catalysts in asymetric synthesis. The synthesis of chiral polymers traditionally deals with metal catalysts-based methodologies and often involved sensitive substrates. On the other hand, only a limited number of publications has been reported through environmentally-friendly organocatalytic pathways.The goal of this Ph.D. studies was devoted to the design of new routes toward chiral polymers under organocatalysis. We chose polyaldolisations and anhydride desymmetrizations with alcohols as key reactions to obtain original polymers with a C-centered chirality in the main polymer chain.

Le domaine aéronautique connait de nos jours un engouement sans précédent autour de l’avion plus électrique. L’importance du nombre d’équipements électriques est à un tel point que l’amélioration de leur fiabilité devient incontournable. Actuellement, les composants passifs occupent 75 % des éléments électroniques utilisés en avionique dont la moitié correspond à des condensateurs. Ces derniers doivent donc répondre aux exigences environnementales avioniques assez contraignantes. C’est dans ce contexte que nous nous sommes intéressés particulièrement à l’étude des condensateurs à technologie film utilisant le polypropylène ou le polyester comme diélectrique. Afin de mieux comprendre le comportement fréquentiel de cette technologie, deux modèles fins de condensateurs films ont été développés, permettant ainsi de suivre les évolutions de leurs grandeurs électriques dans des conditions cohérentes avec l’application. Dans un deuxième temps, l’effet des contraintes en tension et en température constantes a été étudié sous la forme de facteurs d’accélération du vieillissement. Cela a été établi par l’intermédiaire de plusieurs essais, permettant d’établir les lois d’évolutions temporelles des paramètres électriques des condensateurs. Comme ces contraintes constantes ne sont pas toujours représentatives des conditions réelles d’utilisation, les cinétiques de dégradation ont été comparées à celles où les condensateurs sont sollicités par de fortes ondulations de courant, seules ou associées à une tension continue. Enfin, la dernière partie de notre travail expose l’utilisation des données expérimentales issues des essais de vieillissement dans un objectif de diagnostic en ligne. Les techniques utilisées assurent l'analyse de la dégradation de ces composants, étape essentielle dans la prédiction de l’état de santé des condensateurs en ligne / Nowadays, aeronautic research field is moving towards a more electric aircraft. Although this evolutionary path offers many advantages from a financial and ecological point of view, the increased power source usage sets additional constraints on the different electrical systems used onboard. Currently, passive components occupy 75% of the overall electronic equipments used in avionics, whose 50% corresponds to capacitors. Consequently, these latter must be able to withstand the harsh avionic operating conditions. In this thesis we were particularly interested in the study of metallized film capacitors technology using polyester or polypropylene as dielectric. A first approach consisted on the modeling of these components as function of frequency in order to study the evolution of their electrical parameters under consistent avionic stresses. These models were also developed on the purpose of tracking the degradation of the capacitors parameters over time. This operation was done by the means of accelerated floating ageing tests, where capacitors were subjected to different constant voltages and temperatures. Original capacitance ageing laws were thus proposed based on the identification of voltage and temperature degradation kinetics. However, since traditional floating ageing tests, do not reflects the normal ageing of the component, degradation kinetics of metallized films capacitors under high ripple currents, alone or combined with a DC voltage across the devices terminals where also studied, and the associated failure mechanisms were identified. A final step consisted on the health monitoring of metallized film capacitors online based on the experimental ageing data

Non-crimp fabrics (NCF) have become established in the fields of the automotive, aircraft, and wind power industries, which has led to an increasing demand of fiber plastic composites. In order to utilize the known excellent load-bearing properties of NCF and also to reduce the related disadvantages such as fiber undulation caused by stitching yarn, inclusions of resin and filament breakage by the stitch-bonding process have to be addressed. Hence, an alternative manufacturing technology is presented. This technology is defined by the punctiform application of a polyester hot melt adhesive to enable different geometries of NCF and ensure the position of the high-performance fiber in the load direction. The new manufacturing process, on the one hand, demands new testing methods to investigate the adhesion between the used adhesive and highperformance fibers, while, on the other, the surface of the adherend (carbon fiber) needs to be improved. Oxyfluorination is used here for the surface modification. Different tests such as peel test, shear test and transverse tensile test were developed and evaluated with different adhesives and high-performance yarns based on glass and carbon. The influence of the used copolyester hot melt on the curing kinetics of an epoxy matrix was investigated by differential scanning calorimetry using quasi-isothermal and non-isothermal measurements. In addition, the interface between the thermoplastic epoxy resin and the copolyester hot melt was analyzed by scanning electron microscopy.