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Forschungsverbund Biopolymere - Biokunststoffe zur stofflichen Verwertung von Biomasse, Teilvorhaben 8A: Erhöhung der thermischen Stabilität cellulosischer Spinnfasern - Mechanismen, Laborversuche und Compositherstellung

Projekt


Förderkennzeichen: 22027008
Laufzeit: 01.06.2009 - 31.05.2012
Fördersumme: 275.670 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Entwicklung von cellulosischen Spinnfasern mit erhöhter Dauergebrauchstemperatur und reduzierter thermisch induzierter Verfärbung. Verglichen mit thermoplastischen technischen Fasern wie Polyester (PET) und Polyamid besitzen die nicht schmelzenden cellulosischen Spinnfasern eine sehr gute thermische Stabilität und werden deshalb in Verbindung mit ihren ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften z.B. als Verstärkungsfasern in Hochgeschwindigkeitsreifen eingesetzt. Jedoch können weitere Einsatzgebiete erschlossen werden wenn es gelingt, die Dauergebrauchstemperatur weiter zu erhöhen. Weiterhin tritt vor der thermisch induzierten Reduktion der mechanischen Eigenschaften eine Farbveränderung ein, die bei deren Einsatz als Verstärkungsfasern in thermoplastischen Verbundwerkstoffen, insbesondere bei höherschmelzenden Thermoplasten, zu unerwünschten Verfärbungen führt. Ziel des Projektes ist es, die diesen Effekten zugrunde liegenden Mechanismen aufzuklären und geeignete Substanzen zu identifizieren, die den jeweiligen Phänomenen entgegenwirken. Dabei werden Nachbehandlungen sowohl an fertigen Garnen als auch an initialfeuchten Proben vorgenommen und Spinnversuche mit entsprechend modifizierter Spinnlösung durchgeführt. Durch mechanische und optische Charakterisierung thermisch gealterter Proben wird ermittelt, welchen Einfluss die Faserbehandlung auf die entsprechenden Eigenschaften hat. Neben Laborversuchen werden beim Industriepartner für aussichtsreiche Systeme Mustermengen hergestellt, deren Eignung als Verstärkungsfaser in biobasierten thermoplastischen Compositen getestet wird. Schließlich werden die Übertragbarkeit der entwickelten Prozesse auf den Pilotmaßstab zusammen mit dem Industriepartner überprüft und weitere Optimierungen vorgenommen.

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