Design kristallisationsinhibierter Polymernetzwerke zur Adsorption und Speicherung großer mechanischer Schocks

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Tiller
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 283427725

Spinnen verwenden sogenannte „Draglines“ zur Selbstsicherung im Falle eines Sturzes sowie zum Einfangen schnell fliegender Insekten. Derartige Spinnenfäden sind in der Lage enorme Mengen kinetischer Energie aufzunehmen und zu dissipieren. Bis heute ist kein synthetisches Material bekannt, das diese Eigenschaften von Spinnen-Seide besitzt.Ziel dieses Projektes ist das Design eines synthetischen Materials, welches in der Lage ist die Eigenschaften von Spinnenseide hinsichtlich ihrer kinetischen Energieabsorptionsfähigkeit nachzuahmen. Wir postulieren, dass dies mit einem hochdehnbarem Material möglich ist, das sich durch Strecken von einem amorphen, gummiartigen in einen hochkristallinen, hochmoduligen Zustand transformiert und diesen auch nach dem Loslassen beibehält. Um Missverständnisse zu vermeiden, soll an dieser Stelle nochmal erwähnt werden, dass es in diesem Projekt nicht um Spinnenseide geht sondern um ein synthetisches Material mit hoher Absorptionsfähigkeit für kinetische Energie.Kalt-programmierbare Formgedächtnispolymere stellen eine vielversprechende Materialklasse dar, um dieses Ziel zu erreichen. Aufgrund dessen werden wir uns mit der Herstellung, Charakterisierung und Optimierung von kristallisations-inhibierten Polymernetzwerken beschäftigen, welche bei Raumtemperatur amorph vorliegen und erst unter Dehnung kristallisieren. Erste vielversprechende Ergebnisse konnten im Rahmen von Vorarbeiten mit Formgedächtnispolymeren auf Basis von Naturkautschuk und Polyethylen gewonnen werden. Im Rahmen dieses Projekts werden sowohl Formgedächtnispolymere auf Basis von Naturkautschuk optimiert als auch vollkommen neuartige Netzwerke auf Basis von beispielsweise syndiotaktischem Polypropylen (sPP) und Polyisobutylen (PIB) hergestellt. Diese Netzwerke sollen möglichst hohe Dehnbarkeit, hohe Kristallisationsgrade und -raten aufweisen, um deren Energieabsorptionsfähigkeit zu maximieren und den elastische Rückschlag zu minimieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Privatdozent Dr. Frank Katzenberg