Controlled morphology evolution of PLA via rapid heat cycle molding

Titel in Übersetzung: Gezielte Beeinflussung der Morphologie von PLA mittels variothermer Prozessführung

Thomas Hutterer

    Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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    Abstract

    Der Bedarf an biobasierten Kunststoffen steigt weltweit immer noch stetig an, weswegen Wege gefunden werden müssen, um diese Polymerklasse auch für die Anwendung als technische Bauteile interessant zu machen. Polymilchsäure (PLA) stellt den wichtigsten Vertreter der Biokunststoffe dar, ihre Anwendung ist jedoch stark durch ihre schlechten Kristallisationseigenschaften im Spritzgussprozess begrenzt. In dieser Arbeit werde zwei Zugänge vorgestellt, die die Kristallinität von PLA- Bauteilen bei klassischer Verarbeitung erhöhen sollen. Als erstes wurden Compounds mit PLA und Nuklierungsmittel, im Speziellem Talk und Schichtsilikat, hergestellt, und diese wurden dann auf einer Spritzgussmaschine mit variothermer Prozessführung verarbeitet. Jeder der Compounds wurde mit Hilfe eines Versuchsplans zu Probekörpern verarbeitet. Diese Probekörper wurden mittels dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) analysiert, um die im Verarbeitungsprozess erreichten Kristallinitätsgrade zu bestimmen. Zusätzlich wurden Mikroskopieaufnahmen unter polarisiertem Licht angefertigt, um die Verteilung der Kristallite über den Probenquerschnitt zu untersuchen. Zuletzt wurden auch Härtemessungen durchgeführt. Die Ergebnisse der DSC Messungen wurden statistisch ausgewertet und an die Daten wurden Modelle gefittet. Die Modelle, die sich für die unterschiedlichen Materialien ergaben, wurden verglichen, um den Effekt der Nukleierungsmittel von dem der variothermen Prozessführung trennen zu können. Diese Ergebnisse wurden anschließend mit den Mikroskopieaufnahmen und der Härtemessung in Kontext gesetzt. Es konnte so gezeigt werden, dass Talk den Kristallinitätsgrad von PLA während des Spritzgießens signifikant erhöhen kann, auch wenn nur wenig dynamische Werkzeugtemperierung eingesetzt wird. Zusätzlich führt der Einsatz von Talk zu einer merklich gleichmäßigeren Verteilung der Kristallite über den gesamten Probenquerschnitt. Es konnte auch gezeigt werden, dass die Härte nach Shore D eine schnelle Vergleichsmöglichkeit hinsichtlich unterschiedlicher Kristallinitäten im selben Material bietet.
    Titel in ÜbersetzungGezielte Beeinflussung der Morphologie von PLA mittels variothermer Prozessführung
    OriginalspracheEnglisch
    QualifikationDipl.-Ing.
    Betreuer/-in / Berater/-in
    • Berger, Gerald, Mitbetreuer (intern)
    • Pacher, Gernot, Mitbetreuer (extern), Externe Person
    • Friesenbichler, Walter, Betreuer (intern)
    Datum der Bewilligung21 Okt. 2016
    PublikationsstatusVeröffentlicht - 2016

    Bibliographische Notiz

    gesperrt bis 05-09-2021

    Schlagwörter

    • PLA
    • Poly(lactic acid)
    • Compoundieren
    • Nukleierung
    • Talk
    • Schichtsilikat
    • variotherme Prozessführung
    • DSC

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