Browsing by Author "Speiser, Maria"

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    Poly(olefin)-basierte Präkursorpolymere für Carbonfasern
    (2014) Speiser, Maria; Buchmeiser, Michael R. (Prof. Dr.)
    Kohlenstofffasern (Carbonfasern) sind derzeit die bedeutendsten Fasern auf dem Wirtschaftsmarkt. Neben ihren sehr guten mechanischen Eigenschaften (hohe Zug- und Reißfestigkeit, hoher E-Modul) und ihrer hohen elektrischen Leitfähigkeit, der geringen Röntgenstrahlenabsorption, verbunden mit einem vergleichsweise niedrigen Gewicht, weisen diese hervorragende Beständigkeit gegen Temperatur, Chemikalien und Umwelteinflüsse auf. Im Rahmen dieser Dissertation wurden Präkursorsysteme zur Carbonfaserherstellung synthetisiert. Dabei konnten die Strukturentwicklungen der Fasern während den einzelnen Prozessschritten analytisch untersucht und diskutiert werden. Es wurden mittels anionischer Polymerisation und Ringöffnender Metathese-Polymerisation (ROMP) unterschiedliche Präkursorpolymere hergestellt, welche geeignete viskoelastische und strukturviskose Eigenschaften für eine Verarbeitung zu Fasern durch Spinnprozesse aufwiesen. Nach der Untersuchung verschiedener Methoden zur Faserstabilisierung konnten aus den Präkursorfasern erfolgreich Carbonfasern erhalten werden. Als geeignete Analytikmethoden zur Untersuchung der Faserstrukturentwicklungen wurden sowohl die Infrarot- und Raman-Spektroskopie als auch die Röntgenbeugung angewendet. Anhand dieser Analytik konnte für alle dargestellten Fasertypen ein Bildungsmechanismus ähnlich dem eines Glaskohlenstoffs identifiziert werden. So wiesen die Präkursorsysteme mit linearem Strukturaufbau bereits bei niedrigen Temperaturen von ca. 1400 °C hohe Graphitisierungsgrade auf. Des Weiteren konnten auch die für Glaskohlenstoff charakteristischen Eigenschaften wie die stark fehlgeordnete Graphitstruktur mit sehr kleinen Kristallitgrößen von < 3 nm, sowie die geringe Dichte ρ von 1.4 g/cm3 in den hier dargestellten Carbonfasern gefunden werden. Außerdem wiesen diese, wie auch Glaskohlenstoff, eine Isotropie in den physikalischen und chemischen Eigenschaften auf.