PORTFOLIO

Das Ziel des Projektes „Olicomposite“ war die Entwicklung einer Prozessroute für die Herstellung eines preislich konkurrenzfähigen thermoplastischen Verbundwerkstoffs mit sehr hohen mechanischen Eigenschaften und hoher Temperaturbeständigkeit.
Das untersuchte thermoplastische Matrixmaterial – ein oligomeres Polyphthalamid - vereint günstige Verarbeitungseigenschaften mit hervorragenden Endeigenschaften und niedrigem Preis und erlaubt die Kombination der Pulverimprägnierung zur Herstellung von thermoplastischen Halbzeugen mit der in-situ Festkörper-Polymerisation zur Herstellung von Endprodukten. Das geschmolzene Oligomer besitzt eine sehr niedrige Viskosität, die zusammen mit der kurzen Fliesslänge im vorimprägnierten Halbzeug eine drastische Reduktion der Imprägnierungszeit ermöglicht. Der einfache Temperaturzyklus, die relativ niedrige Polymerisationstemperatur und die kurze Polymerisationszeit erlauben eine Verringerung des Energieverbrauchs im Vergleich zur konventionellen Verarbeitung von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen.

Das geförderte Projekt hat sich durch eine sehr hohe Originalität ausgezeichnet. Die Projektidee war neuartig, von hoher Wirksamkeit und hat ein grosses Interesse in der akademischen sowie industriellen Welt erzeugt. Durch Zusammenarbeit mit Schweizer Industrie-Partnern und durch Fachpublikationen sind das Transferpotential und die Umsetzung der wissenschaftlichen Erkenntnisse in wirtschaftlichen Nutzen gewährleistet.

Während der ersten Projektphase wurde die Imprägnierung der Faserhalbzeuge mit Oligomerpulver untersucht. Im Speziellen wurde das Materialsystem charakterisiert sowie das Prozessfenster für eine vollständige Imprägnierung der Fasern definiert. Während der zweiten Projektphase wurde eine Anlage für die wirtschaftliche Imprägnierung der Faserhalbzeuge mit dem Oligomerpulver realisiert und optimiert. Die Reaktionskinetik und die wichtigsten Einflussgrössen der Festkörper-Polymerisation wurden untersucht mit dem Ziel, ein optimales Prozessfenster für die Polymerisation des Halbzeuges während der Umformung zu bestimmen. Die bereits sehr guten mechanischen Eigenschaften des Matrixsystems wurden durch die Festkörperpolymerisation noch verbessert. In der letzten Projektphase wurde ein wirtschaftliches Pressverfahren unter Berücksichtigung der Vorteile und Besonderheiten des Matrixsystems entwickelt und optimiert und entsprechende Werkzeuge realisiert.

N. Pini, C. Zaniboni, S. Busato, P. Ermanni “Perspectives for reactive molding of PPA as matrix for high-performance composite materials”, Journal of Thermoplastic Composite Materials, 19 (2): 207-216, 2006.

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