Projekt

Förderschwerpunkt: KMU-innovativ

FunktionalFaser

Projekttitel

Chemische Grundlagen für die Modifikation und Funktionalisierung der Faseroberflächen

Laufzeit

01.09.2014 bis 31.08.2018

Verbundkoordinator

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)

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Projektinformationen

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines technisches Ansatzes zur Funktionalisierung von Faseroberflächen, die anfänglich keine endständigen funktionellen Gruppen aufweisen (z.B. Carbonfasern, PVA-Fasern), als Voraussetzung für die chemische Anbindung an die Zementsteinmatrix. Werkstoffverbundsysteme erhalten durch diese neuartige Faserverstärkung eine höhere Duktilität bei gleichbleibender Steifigkeit durch die gesteigerte Anbindung der Faser zur Matrix, die Versagenswahrscheinlichkeit wird drastisch reduziert. Durch eigene Vorarbeiten konnte bereits gezeigt werden, dass durch eine "funktionelle Schlichte" auf der Faseroberfläche die Leistungs-fähigkeit des Verbunds nachweisbar gesteigert wird. Für neue Anwendungen bzw. die Erweiterung bestehender Applikationen ist es aber notwendig, das Prinzip "funktionelle Schlichte" in eine Anbindung auf Basis starker chemischer kovalenter Bindungen zur Steigerung der mechanischen Performance des Verbunds zu überführen, wobei diese Technologie auf die verschiedenen, für die Faserherstellung verwendeten Polymere erweitert wird und somit ein breites Einsatzspektrum ermöglicht. Durch die verstärkte Anbindung der Faser über die funktionalisierte Oberfläche an die Zementsteinmatrix werden die mechanischen Eigenschaften des Verbundsystems signifikant gesteigert. Darum sind in diesem Projekt die wissenschaftlichen chemischen Grundlagen für die chemische Anbindung funktioneller Beschichtungen an Faseroberflächen aus verschiedenen Polymertypen (z.B. Polyvinylalkohol, Carbon-Fasern) zu schaffen, um die technischen Parameter zementgebundener Werkstoffe gezielt einzustellen ("tunable materials") mit dem Ziel deren Leistungsfähigkeit und damit Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit deutlich zu verbessern.

Kontakt

Nördliche Uferstr. 8, 76189 Karlsruhe

www.ionys.de

 

Dr. Julia Süssmuth

T: +49-721-982-380-0

j.suessmuth(at)ionys.de

Förderkennzeichen

13N13305

Kurzfassung Teilprojekt

Teilvorhaben: Chemische Grundlagen und Funktionalisierung der Faseroberflächen

In diesem Projekt sollen die chemischen Grundlagen für die Funktionalisierung von Fasern als Voraussetzung für eine chemische Anbindung an die Zementsteinmatrix geschaffen werden. Der Lösungsansatz basiert auf einer Modifikation von Faseroberflächen, die ursprünglich keine endständigen funktionellen Gruppen aufweisen. An die modifizierte Faseroberfläche erfolgt eine chemische Anbindung einer zu entwickelnden chemischen Komponente, das in bindende Wechselwirkung mit der Zementsteinmatrix tritt. Daraus folgt eine starke Wechselwirkung zwischen funktionalisierter Faser und Zementsteinmatrix.

Veröffentlichungen

Weitere Partner

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Fachbereich 7.1 - Baustoffe
Prof. Dr. B. Meng
Unter den Eichen 87
12205 Berlin
www.bam.de

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