Struktur und Dynamik der Exfolierung von Nanoschichtsilikaten in "Liquid Rubber"

• Antragstellerin: Dr. Miriam Siebenbürger
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 310982540

Das Tonmineral Montmorillonit (MMT) findet häufige Anwendung in der Medizin und der industriellen Produktion von verbesserten Polymermaterialien (Komposite). Die weltweite Produktion liegt im Bereich von Megatonnen pro Jahr. Tonmineralien sind aus Stapeln von dünnen Aluminium-Magnesium-Silikatplättchen aufgebaut. Durch eine gleichmäßige Verteilung der einzelnen Plättchen in einer Polymermatrix können deren mechanische Eigenschaften optimiert werden. Das Mischen von MMT und "liquid rubber", einem endfunktionialisierten Poly(butadien) mit niedrigem Molekulargewicht, führt zu einer schnellen Gelierung und einer anschließenden Delaminierung der Plättchen. Die genaue Struktur ist nicht bekannt, allerdings wurde während des Delaminierungsprozesses ein konstantes Produkt aus Schermodul und charakteristischer Relaxationszeit beobachtet, welches die Dimension einer Viskosität aufweist. Dieses einzigartige Verhalten konnte nach dem Wissen des Autors bisher nicht bei anderen Materialien gefunden werden und könnte auf eine neue Materialklasse hindeuten. Um das System zu untersuchen, werden organisch modifziertes MMT und Laponit als Modelsystem verwendet und mit Streumethoden (statische und dynamische Lichtstreuung, Röntgen- und Neutronenstreung) und rheologischen Experimenten charakterisiert. Bisher wurden optimale Kompositeigenschaften bei mittleren Füllgehalten gefunden. Die Grundlage um den Tonmineralanteil im Komposit zu erhöhen ohne gleichzeitig die optimierten Eigenschaften des Komposits zu verlieren ist das Verständnis der Struktur und des Exfolierungsmechanismus.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr.-Ing. Horst Henning Winter