Messung der lokalen Kristallisation in Polyamiden zur Verbesserung der Beschreibung von Diffusionsprozessen im Werkstoff

Ziel deiner Arbeit ist die Bestimmung von lokalen Kristallisationsgraden in Polyamiden zur Beschreibung von Diffusionsprozessen innerhalb des Werkstoffes.

Beispiel für plattenförmige Lamel-len im kristallinen Bereich

Thema der Arbeit:
Während ihres Gebrauchs kommen Kunststoffbauteile mit einer Vielzahl von flüssigen Umgebungsmedien in Kontakt. Diese können zu einer maßgeblichen Veränderung der Bauteileigenschaften führen. So kommt es für Polyamide in Kontakt mit Wasser zu einer massiven Abnahme der Steifigkeit in Abhängigkeit des Wassergehalts. Um diese Änderung verstehen zu können, ist ein detailliertes Wissen über die Diffusionsprozesse im Werkstoff notwendig. Ein maßgeblicher Faktor für die Diffusion innerhalb des Polyamids ist dessen lokaler Kristallisationsgrad. Die Diffusion findet überwiegend im amorphen Bereich des Materials statt, während für die kristallinen Bereichen davon ausgegangen werden kann, dass keine Diffusion stattfindet. Hieraus folgt, dass eine genaue Kenntnis der lokalen Kristallisationszustände von entscheidender Bedeutung für die Beschreibung der Diffusion ist. Dies stellt im Falle von Kunststoffen aufgrund der durch die geringe Wärmeleitfähigkeit bedingten lokal unterschiedlichen Schichtzusammensetzung eine besondere Herausforderung dar. Genau an dieser Stelle setzt Deine Arbeit an.

Die Arbeit wird in dieser Arbeitsgruppe verfasst:
Die Arbeit wird innerhalb unserer Arbeitsgruppe durchgeführt, deren Fokus auf der molekulardynamischen Betrachtung von Polymeren sowie der Untersuchung von medienbedingten Alterungsprozessen von Kunststoffen liegt. Innerhalb dieser beiden Forschungsschwerpunkte stellen sich uns verschiedenste Fragestellung. So führen wir Untersuchungen zum Recycling von Kunststoffen und die Entwicklung von Kreisläufen durch. Daneben beschäftigen wir uns mit den Ausfallursachen von Kunststoffen und deren Entstehung, um auf diesem Weg schon während der Herstellung die Langlebigkeit der Produkte zu erhöhen und so zu einem nachhaltigeren Umgang mit endlichen Ressourcen beizutragen.

Zielsetzung:
Ziel Deiner Arbeit ist die experimentelle Bestimmung lokaler Kristallisationsgrade in Polyamid 6.6 mittels unterschiedlicher experimenteller Verfahren. Hierzu zählen unter anderem Versuche mittels DSC Messung zur Ermittlung der Kristallisation sowie eine Übertragung der Daten auf die lokalen Kristallisationszustände. Den exakten Inhalt sowie Umfang Deiner Arbeit legen wie gemeinsam, je nach Art der Arbeit und persönlichem Interesse fest. Einen groben Überblick über die möglichen Aufgabengebiete liefert die folgende Auflistung. Eine individuelle Anpassung der Aufgabenstellung auf deine Interessen ist natürlich möglich.

Deine Aufgabenstellung:

Für eine Bachelorarbeit bearbeitest Du folgende Aufgabenstellung

  • DSC-Messungen zur Bestimmung des Kristallisationsgrads am unverarbeiteten Material
  • DSC-Messungen an Proben, die direkt aus einem Bauteil entnommen werden
  • Entwicklung einer Methode zur Übertragung der Messdaten auf einen lokalen Kristallisationsgrad

 

Für eine Masterarbeit bearbeitest Du folgende Aufgabenstellung

  • DSC-Messungen zur Bestimmung des Kristallisationsgrads am unverarbeiteten Material
  • DSC-Messungen an Proben die direkt aus einem Bauteil entnommen werden
  • Entwicklung einer Methode zur Übertragung der Messdaten auf einen lokalen Kristallisationsgrad
  • Konzeptentwicklung und Durchführung alternativer Methoden zur DSC-Messung die eine Bestimmung der Kristallisation ermöglichen.
  • Bei Interessen an simulativer Arbeit kann auch eine Implementierung des Entwickelten Ansatzes in eine Spritzgießsimulation und eine anschließende Diffusionssimulation durchgeführt werden
 

Dein Profil:

  • Technisches oder naturwissenschaftliches Studium (Maschinenbau, Materialwissenschaften, Chemie, Physik oder ähnliches)
  • Interesse an selbständiger und flexibler Arbeit in einem motivierten Team
  • Interesse an experimentellen Arbeiten

Falls Du Interesse an einer Abschlussarbeit am IKV und an dieser Aufgabenstellung hast, melde Dich bei mir oder komm einfach auf einen Kaffee vorbei. Den genauen inhaltlichen Umfang und den Zeitplan stimmen wir individuell miteinander ab.

Dein Ansprechpartner:
Felix Melzer, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-28373
E-Mail: felix.melzer@ikv.rwth-aachen.de