Institut für Fahrzeugsystem­technik

Erstellung eines isothermen Zeit-Temperatur-Umwandlung-Schaubildes für ein duromeres Polyurethanharzsystem


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    Motivation

    Sheet molding compound (SMC) ist ein duromeres Halbzeug welches zur Herstellung von faserverstärkten Kompositen eingesetzt wird. Am Fraunhofer ICT wird ein SMC basierend auf einem neuartigen Polyurethanharzsystem entwickelt. Gegenüber konventionellen SMC-Harzen bietet es potentiell Vorteile, u.a. hinsichtlich Rezyklierbarkeit und Schlagzähigkeit.

    Gleichzeitig stellt der Einsatz des Harzes im SMC Prozess besondere Anforderungen hinsichtlich der Prozessführung bei der Materialherstellung sowie beim Fließpressen. Genaue Kenntnisse zum zeit- und temperaturabhängigen Aushärteverlauf sind erforderlich um die Prozessparameter optimal einzustellen und somit möglichst kurze Zykluszeiten bei hohen Aushärtegraden zu erzielen.

    Hierfür kann ein TTT-Diagramm (Time-Temperature-Transition) eingesetzt werden. Die charakteristischen Temperaturen und Linien werden mittels Differenzkalorimetrie (DSC) sowie Oszillations-Rheometrie ermittelt. Im Rahmen dieser Arbeit soll ein solches Diagramm für das PU Harzsystem erstellt werden. Anhand dieses Diagrammes sollen entsprechend Prozessparameter abgeleitet werden.

    Die Arbeit beinhaltet folgende Inhalte:

    • Durchführung von dynamischen DSC-Messungen zur Bestimmung charakteristischer Temperaturen des PU Harzsystems
    • Durchführung von isothermen DSC-Messungen zur Bestimmung von Aushärtegradlinien und der Glasübergangslinie
    • Durchführung oszillatorischer Viskositätsmessungen zur Bestimmung der Gellinie
    • Erstellung des TTT-Diagramms anhand der Messergebnisse

    Voraussetzung:

    • Grundkenntnisse zu faserverstärkten Kompositen
    • Interesse an experimenteller Arbeit
    • Selbständiges Arbeiten

    Fachrichtung: Maschinenbau
    Art der Arbeit: Experimentell
    Dauer: 6 Monate
    Beginn: ab Januar 2020

    [1] Wacker, M. et al., Härtung von Reaktionsharzen Time Temperature Transistion Diagramm