Gracia, Börnhorst

Motivation

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 trockenen Film. In einer vorhergehenden Arbeit wurde ein Simulationsmodell der Partikelverteilung erstellt. Das Modell berücksichtigt Konvektions- und Diffusionsströmungen und die Verdunstung des Lösungsmittels. Die numerischen Simulationen sagen drei verschiedene Regime vorher: Diffusions-, Sedimentations- und Verdampfungs-Regime.

Ziel

In dieser Arbeit sollen die Morphologie der trockenen Komposite deren Zusammenhang mit den Trocknungsbedingungen untersucht werden, um so Trocknungsregime-Diagramme zu bestimmen. 

Methoden

Die Kompositen werden mit dem Rakelverfahren in einem Trocknungskanal hergestellt. Die Morphologie kann mittels der konfokalen Mikro-Raman Spektroskopie untersucht werden. Ein Model für die Diffusionskoeffizienten und Sedimentationsgeschwindigkeit der Partikeln wird mit den rheometrischen Eigenschaften validiert. Die Auswerung der Messdaten wird mit Excel/VBA, Comsol und Matlab durchgeführt.