Simultaneous measurement of cross sections for pion production in pp recations at beam momenta of 805.2 MeV/c and 796.0 MeV/c with the TOF spectrometer at the COSY accelerator. / Simultane Bestimmung der Wirkungsquerschnitte von pionenproduzierenden pp-Reaktionen bei Strahlimpulsen von 805,2 MeV/c und 796,0 MeV/c mit dem TOF-Spektrometer am Beschleuniger COSY.

Nanocomposites have been receiving a lot the attention in the last decade from both industry and academia, since a small amount of nanofiller can significantly improve the materials properties. In the field of thermoplastics, polypropylene (PP) is one of the most used materials , due its easy processability, good balance of mechanical properties, and low cost. However, PP has certain shortcomings such as poor gas barrier and low thermal stability which limit its application. In order to be classified as nanocomposite the material needs to have at least one phase with one dimension less than 100nm. The properties achieved by nanocomposites will depend on the type of polymer, type of dispersed phase (filler), surface interaction between filler and polymer, and the production method. Nanofillers present many shapes and sizes, but they can be grouped in nanoparticles, nanotubes and nanoplates. Montmorillonite (MMT) is a clay that has been extensively studied to produce PP nanocomposites, due to its availability, high aspect ratio, high modulus and high cation exchange capacity, characteristics that result in composite with improved properties. Three different morphologies can be observed in PP/MMT nanocomposites: agglomerates (similar to the conventional composites); intercalated; or exfoliated. Among these morphologies, exfoliation is the most desirable and the hardest to be achieved in PP/MMT nanocomposites. Several methods have been used to produce PP nanocomposites. They can be grouped in three main groups: solution blending; melt processing; and in situ polymerization. In order to produce an exfoliated nanocomposite, some methods have assisted the exfoliation using supercritical fluids. Supercritical carbon dioxide is by far the most explored one. Polypropylene is a semi-crystalline polymer and its properties rely on amount of its crystallinity, which is related to its stereochemical configurations. Isotactic PP and syndiotactic PP result in a semi-crystalline polymer while atactic results in an amorphous polymer. Two catalyst systems can be used to produce isotactic PP: Metallocene and Ziegler-Natta (ZN). This research study was carried out in order to develop an appropriated process to produce PP/MMT nanocomposites with a high level of exfoliation using in situ polymerization assisted by supercritical propylene. The main idea is to use supercritical propylene to treat the montmorillonite before polymerization. In this process, the small molecules of propylene diffuse inside the clay galleries under supercritical conditions (high pressure and temperature) until reaching complete saturation. Once this saturation is reached the mixture of polypropylene and clay is catastrophically decompressed and fed into an autoclave reactor. The propylene polymerization reaction is them catalyzed by ZN catalyst. The pressure of the mixture of propylene-montmorillonite from the supercritical condition to the reactor autoclave decreased significantly, allowing propylene to expand and exfoliate the clay as it was fed in the reactor. Propylene in supercritical conditions was used in this works because it is the monomer for the subsequently polymerization and because its good properties at supercritical conditions. In order to evaluate the results the following methods were used: transmission electron microscopy (TEM) to investigate the nanoscale sample morphology and evaluate the clay exfoliation, X-ray diffraction (XRD) to determine interlamellar distance, d001, of the clay, differential scanning calorimetry (DSC) to determine the amount of crystallization of polymer and composite, thermogravimetric analysis (TGA) to determine composite clay content, scanning electron microscopy (SEM) to evaluate the morphology, and clay swelling test to evaluate the compatibility among various pairs clays-solvent. The first part of this work evaluated the interaction and swelling effects of different pairs of clay-solvent with or without sonication. This was necessary in order to choose the best clay to carry out the study. Four solvents with different polarity (chlorobenzene, toluene, cyclohexane and hexane) and eight clays (seven organically modified and one unmodified) were evaluated with or without sonication. Closite 15A and 93A presented the best results with different solvents and they were selected for further experiments. The experiments also showed that sonication improves the swelling of the clay. Initial screening of the polymerization reaction was carried out using two conditions: feeding supercritical propylene without clay and adding clay without the addition of supercritical fluid. The addition of supercritical propylene did not modify the morphology and properties of PP in comparison to the normal polymerization. The addition of Cloisite 15A or Cloisite 93A (pre-treated with toluene, not with supercritical propylene) produced nanocomposites. Although Cloisite 15A showed better results on the swelling tests, Cloisite 93A presented much better polymerization yield, therefore it was selected for further investigation using treatment with supercritical propylene. Cloisite93A was submitted to a treatment under four different supercritical propylene conditions (temperature and pressure) for thirty minutes. Each mixture was subsequently fed to the reactor through a catastrophic expansion inside an autoclave reactor running a propylene polymerization reaction. The results from XRD and TEM show a significant improvement on the exfoliation when treating the clay under supercritical propylene conditions followed by in situ polymerization, as compared to the in situ polymerization without treating the clay with supercritical propylene. In conclusion, the utilization of supercritical propylene has improved the dispersion of the clay at the nanoscale during the preparation of these nanocomposites by in situ polymerization.

Neste trabalho estudou-se o comportamento reológico e morfológico da mistura polimérica imiscível de polipropileno e poliamida. Como resultado deste estudo obtiveram-se valores de tensão interfacial entre 10mN/m e 13mN/m. A tensão interfacial diminuiu em até 87% quando a mistura é compatibilizada com polipropileno maleado. A análise morfológica no regime de viscoelasticidade linear quando avaliada uma morfologia de emulsão de poliamida em polipropileno revelou diâmetro médio da fase dispersa entre 1,5µm e 20µm. O diâmetro das gotas da fase dispersa diminuiu com a adição de polipropileno maleado chegando a reduções de até 98%, mantendo-se constante a concentração da fase dispersa. No regime de viscoelasticidade não linear foram testados modelos para avaliar o comportamento da mistura em fluxos de cisalhamento e extensão, sendo que somente para os fluxos de extensão foi obtida boa correlação dos resultados experimentais com as previsões teóricas. / Rheological and morphological behaviour of polypropylene and polyamide polymer blend was studied. The values of interfacial tension were obtained between 10mN/m and 13mN/m. The interfacial tension decreased in 87% for compatibilized blend. Morphology analysis for linear viscoelastic regime shows dispersed drop diameter between 1,5µm and 20µm. The diameter of the drops decreased with the addition of maleic polypropylene reducing until 98%, keeping constant the concentration of the disperse phase. In non linear viscoelastic regime different models were tested to evaluate the behavior of the blends in shear and elongacional flows. However, only the elongacional flow results were acquired with theoretical - experimental corroboration.

Durch das Einbringen von Additiven, Füll- und Verstärkungsstoffen in eine polymere Matrix oder durch das Blenden unterschiedlicher Polymere ist es möglich, die Eigenschaften von Kunststoffen gezielt auf den Anwendungsfall hin zu optimieren. Gerade durch diese „Einstellbarkeit“ der Eigenschaften und infolge ihrer vergleichsweise geringen Dichte verdrängen Kunststoffe zunehmend klassische Werkstoffe und erobern so neue Anwendungsgebiete. Die Entwicklung solcher innovativer Kunststoffrezepturen (Compounds) ist jedoch zeitaufwendig und kostenintensiv. Um die gewünschten Gebrauchseigenschaften des Endproduktes zu erreichen, ist oft eine Vielzahl unterschiedlicher Zusatzstoffe erforderlich; somit werden entsprechende Rezepturen schnell sehr komplex. Bei der klassischen Materialentwicklung wird zumeist nicht erfasst/ermittelt, welche Synergien die einzelnen Bestandteile - positiver oder negativer Art - untereinander haben. Eine gezielte systematische Untersuchung dieser Synergien mit klassischen Methoden ist aus Kosten- und Zeitgründen kaum möglich. Für eine zeitgemäße Materialentwicklung sind daher neue Methoden gefragt, die eine schnelle Rezepturvariation, gepaart mit einem schnellen Eigenschaftsscreening, ermöglichen. Mit der Entwicklung des kombinatorischen Compoundier und High Throughput Screening Systems (CC/HTS-Systems) wurde im Rahmen dieser Arbeit eine, auch industriell einsetzbare, Basisanlage für die schnelle Entwicklung von neuen und innovativen Compoundrezepturen erstellt und hinsichtlich der Übertragbarkeit der Ergebnisse verifiziert. Das CC/HTS-System besteht aus: • einem Doppelschneckenextruder (ZSK 18 MegaLab) Eine entscheidende Besonderheit dieses System resultiert aus der Möglichkeit, die Materialzufuhr und damit die Zusammensetzung über rechnergesteuerte Dosierwaagen kontinuierlich zu verändern. Die im Vergleich zur klassischen Vorgehensweise somit vorhandene schnelle Rezepturänderung ermöglicht es in kürzester Zeit, eine große Rezepturvielfalt abzuarbeiten. • einer Flachfolienanlage Durch die direkte Kopplung der Flachfolienanlage mit der Folienextrusion wird der Rezepturgradient in einer Folie, im Sinne einer 1-dimensionalen Library „eingefroren“. • integrierten Prüfeinrichtungen Durch den Einsatz von in das System zu integrierenden unterschiedlichen HTS-Methoden ist eine schnelle und aussagefähige Charakterisierung der so hergestellten Rezepturen direkt online möglich. Erst diese im Rahmen dieser Arbeit entwickelten und validierten mechanischen Online-Prüfungen, als neue HTS-Methoden, ermöglichen durch deren Integration in das Gesamtsystem ein schnelles Materialscreening, indem die im Rahmen des CC hergestellten Folien (Library) online auf ihre mechanische Performance hin geprüft werden. Die mechanische Online-Prüfeinrichtung wurde so konzipiert, dass drei unterschiedliche Tests simultan in einer Vorrichtung durchgeführt werden. Hierbei handelt es sich um: • einen Durchstoßversuch, • einen Weiterreißversuch (wahlweise in oder travers zur Folienabzugsrichtung), • einen modifizierten Zugversuch (wahlweise in oder travers zur Folienabzugsrichtung). Anhand dieser drei zeitgleich online gemessenen Werkstoffkennwerte sind Aussagen über die wichtigsten mechanischen Eigenschaften - Steifigkeit, Zähigkeit und Festigkeit - abhängig von der Werkstoffzusammensetzung möglich. Die Prüfeinrichtungen für den Zug- und den Weiterreißversuch sind so konstruiert, dass sie sich je nach Entwicklungsaufgabe in der Prüfeinrichtung um 90° drehen lassen, um auch mechanische Eigenschaften in und/oder travers zur Folienabzugsrichtung zu ermitteln. Durch das Entfernen der Kerbmesser in der Prüfeinrichtung des Weiterreißversuchs lässt sich dieser zu einem zweiten Online-Zugversuch umrüsten, um z. B. gleichzeitig in und travers zur Folienabzugsrichtung die Zugfestigkeit zu erfassen. Hierdurch ist es möglich, in einem Prozessdurchlauf das anisotrope Werkstoffverhalten rezeptur- und prozessabhängig zu charakterisieren. Die Entwicklung der mechanischen Online-Prüfeinrichtung wurde durch stetige Validierung der Prüfergebnisse abgesichert. Als Ergebnis dieser Validierungsschritte ist festzuhalten, dass die online und offline ermittelten mechanischen Eigenschaften gut miteinander korrelieren. Eine entscheidende Frage beim CC war neben der Korrelierbarkeit der mechanischen Eigenschaften die Zuordnung der Rezepturzusammensetzung - welche sich kontinuierlich infolge der Gradientendosierung verändert - zu den online ermittelten Materialeigenschaften. Hierbei ist das Verweilzeitverhalten des Gesamtsystems, bestehend aus Extruder und Flachfolienanlage, zu berücksichtigen. Zur Beantwortung dieser Fragestellung wurden zunächst verschiedene theoretische Modelle auf ihre Anwendbarkeit hin untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass das Double Backflow Cell Model die gewählte Versuchsanordnung am besten beschreibt. Als Ergebnis dieser theoretischen Überlegungen ist festzuhalten, dass für eine gute Korrelation von Rezepturzusammensetzung und online ermittelten Materialeigenschaften nur die System-Totzeit bei hinreichend langer Gradientenzeit zu berücksichtigen ist. Diese Arbeitshypothese konnte durch einen Versuch mittels Gradientenzugabe von Glasfasern von 0 w% auf 30 w% in Polypropylen und anschließender Glührückstandsbestimmung experimentell bestätigt werden. Im Anschluss an die Entwicklung und Validierung des Gesamtsystems (Gradientendosierung und mechanische Online-Prüfung) wurden die Möglichkeiten des CC/HTS-Systems anhand eines praxisrelevanten Zweistoffsystems, bestehend aus Polypropylen und verschiedenen POEs, welche sich im Viskositätsverhältnis zum Polypropylen und dem α-Olefin-Anteil unterscheiden, aufgezeigt. Durch das Blenden von Polypropylen mit einem Polyolefinelastomer (POE) lässt sich Polypropylen schlagzäh modifizieren. Bei einem solchen Blend aus zwei in der Regel nicht mischbaren Polymeren ist die sich einstellende Phasenmorphologie für das mechanische Werkstoffverhalten von entscheidender Bedeutung. Die Phasenmorphologie, also die Form und Größe der POE-Partikel, in der Polypropylenmatrix ist stark von der ausgewählten POE-Type abhängig. Um Aussagen zur Blendmorphologie zu erhalten, wurde im Rahmen dieser Untersuchungen die mechanische Online-Prüfung erstmals mit einer Online-Kleinwinkellichtstreuung als HTS-Methoden gekoppelt. Durch die Online-Kleinwinkellichtstreuung ist es möglich, simultan zu den mechanischen Eigenschaften auch online Rückschlüsse auf die Blendmorphologie zu erhalten. Diese Untersuchungen zeigten, wie die Morphologie und die mechanischen Eigenschaften korrelieren und welche Bedeutung der Auswahl der Blendpartner - des POEs – für das mechanische Werkstoffverhalten zukommt. Interessant war, dass die untersuchten Prozessparameter von untergeordneter Bedeutung für die Performance eines solchen Blends sind. Abschließend wurde die CC/HTS Methode auf eine industrielle Fragestellung - Dreistoffsystem bestehend aus Polypropylen/Glasfasern/Koppler – angewandt. Die Anwendbarkeit des Systems auch auf komplexere Werkstoffzusammensetzungen wurde dabei bestätigt. Es konnte gezeigt werden, dass mit Hilfe dieser Methode / Versuchseinrichtung die Compoundentwicklung deutlich beschleunigt und ressourcenschonender durchgeführt werden kann und die Ergebnisse mit den klassisch erarbeiteten Werten korrelieren.

Simultaneous measurement of cross sections for pion production in pp recations at beam momenta of 805.2 MeV/c and 796.0 MeV/c with the TOF spectrometer at the COSY accelerator. / Simultane Bestimmung der Wirkungsquerschnitte von pionenproduzierenden pp-Reaktionen bei Strahlimpulsen von 805,2 MeV/c und 796,0 MeV/c mit dem TOF-Spektrometer am Beschleuniger COSY.

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Detta examensarbete handlar om framställandet av en dokumentation för konstruktörer inom området 3D-skrivning. Arbetet är ett uppdrag från elbilstillverkaren Ecoist i syftet att underlätta för företag med begränsad kunskap och erfarenhet inom 3D-utskrifter att utnyttja tillverkningsmetoden för sina produkter. Dokumentationen skall innehålla riktlinjer för materialval, konstruktionsprinciper, och inställningar för 3D-utskrifter. För att begränsa arbetet till tidsramen läggs fokus på en typ av skrivare. Den valda typen är FDM eftersom det är den bedöms vara mest tillgängliga, både i pris och utbud. De material och dess egenskaper som betonas i dokumentationen är ASA, PETG, PLA, PP och TPU. Det huvudsakliga arbetet kommer främst innefatta faktainsamling och sammanställning från befintliga information, men även laborationer med 3D-skrivare. Kapitelindelningen i dokumentationen är strukturerad för att följa konstruktörens arbetsprocess. Den inleds med materialval, fortsätter med konstruktion och avslutas med inställningar för 3D-skrivare. I materialegenskaper behandlas de grundläggande egenskaperna hos olika material som används inom 3D-utskrift, med särskilt fokus på deras hållfasthet, miljöpåverkan, användningsområde samt för- och nackdelar. Konstruktionsriktlinjer handlar om utformning av detaljer, inklusive minsta detaljtjocklek, hantering av överhäng, fasning, efterbearbetning, integrering av fästelement samt toleranser mellan närliggande delar. Fokus ligger på att säkerställa att detaljerna är konstruerade för att vara hållbara och funktionella efter tillverkning med 3D-skrivare. Inställningar för 3D-skrivare handlar om STL-filer, olika typer av ifyllnadsmönster samt vanliga defekter och åtgärder för att motverka dem. Vidare behandlas materialspecifika inställningar för optimal justering av 3D-skrivaren. Vid utformningen av dokumentet läggs mest fokus på utseende och läsbarhet, samt ordning och struktur genom färgval, text/tabellspresentation och anpassandet av dokumentet för både fysiskt och digitalt exemplar. Hela dokumentationen finns i bilaga 1. / This thesis focuses on creating documentation for designers in the field of 3D printing. The project is commissioned by the electric car manufacturer Ecoist with the aim of helping companies with limited knowledge and experience in 3D printing to utilize this manufacturing method for their products. The documentation will include guidelines for material selection, design principles, and 3D printing settings. To fit the project within the given timeframe, the focus is limited to one type of printer. The selected type is FDM, as it is considered the most accessible in terms of price and availability. The materials and their properties emphasized in the documentation are ASA, PETG, PLA, PP, and TPU. The main work will primarily involve gathering and compiling information from existing sources, but also conducting experiments with 3D printers. The chapters in the documentation are structured to follow the designer's workflow. It begins with material selection, continues with design, and concludes with 3D printer settings. In material properties, the basic characteristics of different materials used in 3D printing are covered, with a particular focus on their strength, environmental impact, areas of use, as well as their advantages and disadvantages. Design guidelines involve the configuration of details, including minimum detail thickness, handling of overhangs, chamfering, post-processing, integration of fasteners, and tolerances between adjacent parts. The focus is on ensuring that the details are designed to be durable and functional after manufacturing with a 3D printer. 3D printer settings cover STL files, different types of infill patterns, and common defects along with countermeasures to avoid them. Furthermore, material-specific settings for optimal adjustment of the 3D printer are presented. In the design of the document, the emphasis is on appearance and readability, as well as order and structure through the choice of colors, text/table presentation, and adapting the document for both physical and digital copies. The entire documentation is included in Appendix 1.

Approved for public release, distribution is unlimited / As more and more devices with a variety of capabilities are Internet-capable, device independence becomes a big issue when we would like the information that we request to be correctly displayed. This thesis introduces and compares how existing standards create a profile that describes the device capabilities to achieve the goal of device independence. After acknowledging the importance of device independence, this paper utilizes the idea to introduce a Device-Aware Network (DAN). DAN provides the infrastructure support for device-content compatibility matching for data transmission. We identify the major components of the DAN architecture and issues associated with providing this new network service. A Device-Aware Network will improve the network's efficiency by preventing unusable data from consuming host and network resources. The device profile is the key issue to achieve this goal. / Captain, Taiwan Army

In this study thermal and mechanical properties and chemical structure of four differentpolymers (PE, PP, polyASA and PVC) were investigated to find out if the recycled polymershad the same properties and can be used in the same applications as the virgins or not.FT-IR was used for investigation of chemical structure. TGA, DSC and thermal stability wereused to compare the thermal properties. Tensile test also used to examine the mechanicalproperties.All the tests showed the recycling process is not done completely well. The differences inresults for virgins and recycled samples are the reasons which verified this claim.The results obtained from this study clarifying that the amount of stabilizer in the recycledpolymers were considerably less than the amount in virgins, means that the company had notadded enough stabilizer during the recycling process.

L'objectif de ce travail est de générer in situ des particules de dioxyde de titane dans une matrice polypropylène fondu au cours du procédé d'extrusion. La synthèse est basée sur des réactions d'hydrolyse-condensations d'un alkoxyde de titane (le n-tétrabutoxyde de titane). Une approche en milieu modèle a tout d'abord été développée offrant l'avantage de pouvoir travailler en milieu liquide sans prendre en compte de la viscosité du PP ni des effets de cisaillement. En se basant sur les données cinétiques déterminées en milieu modèle, la génération de ces particules de dioxyde titane a été ensuite transposée et modélisée dans le milieu polymère de masse molaire plus élevée. Les analyses chimique, structurale et morphologique ont permis de mettre au point l'élaboration in situ de nanocomposites PP/TiO2 présentant unestructure fractale avec des propriétés viscoélastiques particulières. Enfin l'étude des propriétés bactérienne de ce nanocomposite a mis en avant son pouvoir bactéricide (6Log) pour un taux de charge de 9 % massique.