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Anionische Schnellpolymerisation von Lactamen zur Herstellung von Guss-Polyamid

Die anionische Schnellpolymerisation von Lactam beruht auf einer basisch initiierten Ringöffnunspolymerisation und hat den Vorteil von geringen Polymerisationszeiten und niedrigen Prozesstemperaturen von 150-160 °C. Es werden hohe Molekulargewichte und hohe Festigkeiten in den Materialien erzielt. Die Polymerisation findet in einem Werkzeug (Mould) in der Geometrie des gewünschten Bauteils statt, das nach einer kurzen Abkühlphase aus der Form entnommen werden kann. Dies ermöglicht beispielsweise die Einarbeitung von Verstärkungsgeweben. Durch Vakuuminfusion gelangt ein aktiviertes Lactamgemisch (z.B. ε-Caprolactam) in flüssiger Form in das Werkzeug und kann dort auspolymerisieren. Dabei muss unter wasserfreien Bedingungen gearbeitet werden.

Polymerisationsparameter lassen sich je nach Anforderung variieren. Dabei sind Konzentration und Art der Katalysator/Aktivatoranteile im Gemisch, Polymerisationsgeschwindigkeiten, Wärmetönung des Prozesses und Temperaturführung zu berücksichtigen. Um die Materialien mit Flammschutzeigenschaften oder elektrischer Leitfähigkeit auszurüsten, lassen sich mit gezielter und definierter Dispergierung Funktionsadditive während der Polymerisation einarbeiten.Dabei gilt dem Sedimentationsverhalten und einer homogenen Verteilung besondere Aufmerksamkeit.

Technische Ausstattung

  • Dispermat bis 6500 rpm, evakuierbares und temperierbares Rührgefäß, verlängertes Rührwerk
  • Vakuuminfusionversuchstand zur Herstellung von Versuchsmustern gewebeverstärkter Faserverbundwerkstoffe durch anionische Schnellpolymerisation von Lactamen, Kavität 260 x 200 mm mit Plattendicken von 2 mm und 4 mm
  • Werkzeuge: beheizbare Edelstahl-Gussform, Kavität 260 x 200 mm, isoliert, inkl. Steuerung/Temperaturführung (bis 250°C), zusätzlicher Rüttler, evakuierbar
  • Plattendicken durch Werkzeugzwischenplatten: 2 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm
  • Probeentnahme erfolgt z.B. mittels CNC-Probefräse
  • Materialprüfung, z.B. Wärmeleitfähigkeitsmessgerät LFA 447
  • Additivaufbereitung durch Kugelmühle und Sprühtrockner. z.B. Erzeugung von nanoskaligen Additiven

Weitere Informationen

Aktuelle Forschungsvorhaben

Einarbeitung von thermoplasitischen polymidbasierten Gewebstrukturen in Polyamidmatrices durch anionische Schnellpolymerisation von ε-Caprolactam.