Thema der Arbeit:
Während der Verarbeitung liegt der Kunststoff in nahezu allen Fällen als Schmelze vor. In diesem Zustand ist die Kenntnis der Fließeigenschaften und insbesondere der Viskosität der Kunststoffschmelze ein entscheidender Faktor die Verarbeitung. Speziell im Hinblick auf die Bewertung, ob ein Kunststoff sich für ein bestimmtes Verarbeitungsverfahren eignet, ist die Abschätzung des exakten Fließverhaltens von großer Bedeutung. Die Problemstellung hierbei ist, dass das Fließverhalten von Kunststoffen äußerst komplex ist. Im Gegensatz zu vielen andern Flüssigkeiten zeigt sich bei Kunststoffschmelzen eine Abhängigkeit der Viskosität von der Schergeschwindigkeit, weshalb bei Kunststoffen auch von einer Strukturviskosität gesprochen wird. Dieser Effekt geht auf die knäulförmige Struktur der Makromoleküle zurück, die durch eine angelegte Scherung gestreckt werden.
Um ein besseres Verständnis für diesen Effekt zu generieren, sollen am IKV Untersuchungen mittels molekulardynamischer Simulationen durchgeführt werden. Bei molekulardynamischen Simulationen handelt es sich um eine atomistische Simulationsform, welche eine detaillierte Betrachtung der Vorgänge auf atomarer Ebene ermöglicht. Ziel ist es, den Einsatz dieser Simulationsform zu Ermittlung von Viskositäten unter verschiedensten äußeren und inneren Einflüssen zu ermöglichen. Beispiele hierfür sind die Abbildung von Druck und Temperatur Einflüssen, aber auch Untersuchungen hinsichtlich des Einflusses von Fremdpartikeln oder auch Kettenverkürzungen. Die zuletzt genannten Punkte sind insbesondere im Hinblick auf das Recycling von Kunststoffen von hoher Relevanz. Beim Recycling von Kunststoffen kommt es häufig zu Kettenverkürzungen und dem Eintrag von Fremdpartikeln. Den Einfluss dieser Faktoren benennen zu können, ist von großer Bedeutung für die Umsetzung einer erfolgreichen Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe.
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 simulative und experimentelle Bestimmung der Viskosität von Polypropylen und Polyethylen. 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:
| Für eine Masterarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellung:
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Dein Profil:
- Technisches oder naturwissenschaftliches Studium (Maschinenbau, Materialwissenschaften, Chemie, Physik oder ähnliches)
- Erfahrungen im Bereich der Molekulardynamik-Simulationen sind von Vorteil aber nicht zwingend notwendig
- Interesse an selbständiger und flexibler Arbeit in einem motivierten Team
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