Gracia

Hintergrund:

Polymer-Partikel-Komposite haben ein großes Anwendungspotential in vielen technischen Beschichtungen. Das Einbringen von Nanopartikeln in eine Polymermatrix kann die Eigenschaften der Beschichtungslösung und des trockenen Films verbessern. Beispiele sind eine bessere Lösungsstabilität, Biokompatibilität und die gezielte Beeinflussung optischer Eigenschaften. Diese Eigenschaften sind abhängig von den Trocknungsbedingungen und der Partikelverteilung im trocknenden Film. Die Modellierung der Stoffübertragung während der Trocknung von Kompositen beschreibt, wie sich die Partikel im trocknenden Film verteilen und ist abhängig von Sedimentationsgeschwindigkeit und Diffusionskoeffizient. Die Modellierung wurde jedoch noch nicht für nicht-sphärische Partikel experimentell validiert.

Aufgaben / geplante Arbeiten:

Im Rahmen der Bachelorarbeit von Herrn Kontschak soll das Model der brown‘schen Diffusion für nicht-sphärische Geometrien erweitern werden und durch rheologische Messungen und Lichtinterferometrie validiert werden.

Zunächst soll Herr Kontschak in einer Literaturrecherche geeignete Stoffsysteme für seine Untersuchungen identifizieren. Mit diesen sollen rheologische Versuche durchgeführt werden, wobei als Parameter die Konzentration der Partikel, die Schubspannung, die Scherrate, die Partikelgeometrie und die Polymerlösung variiert werden sollen. Anschließend soll das Sedimentationsverhalten mit Hilfe einer Zentrifuge untersucht werden. Mit den Erkenntnissen sollen Simulationen zur Trocknung von Kompositen entwickelt werden, um den Viskositätseinfluss auf die Partikelverteilung während der Trocknung zu bestimmen. Hierdurch soll schließlich eine Aussage über den Einfluss der Partikelgeometrie auf die Sedimentationsgeschwindigkeit getroffen werden, um Trocknungsregime-Diagramme zu simulieren.