Tätigkeitsbericht. zur. Arbeit des An-Institutes

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1 Polymer Service GmbH Merseburg An-Institut an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Tätigkeitsbericht zur Arbeit des An-Institutes 2004 vorgelegt der Forschungskommission des Akademischen Senates der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Bemerkung: Der Tätigkeitsbericht zur Arbeit des An-Institutes 2004 stellt eine Kurzfassung des Ergebnisberichtes vom für die Jahre dar. Halle, 20. September 2005

2 2 Geschäftsführer: Prof. Dr. Wolfgang Grellmann Tel.: /-2777 Fax: / Internet: Prof. Dr. Goerg H. Michler Tel.: Fax: Erreichte Ergebnisse im Berichtszeitraum Angesichts der deutschlandweit und besonders in unserer Region bestehenden Lücken zwischen Grundlagenforschung und anwendungsorientierter Forschung einerseits und der industriennahen Forschung und Entwicklung andererseits hat die Polymer Service GmbH Merseburg (PSM GmbH) ihre Aktivitäten zur Umsetzung von Ergebnissen der Grundlagenforschung mit entsprechendem Reifegrad in die industrielle Nutzung im Berichtsjahr 2004 weiter verstärkt. Es wurden wirtschaftsnahe Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sowie ingenieurtechnische Dienstleistungen in den Geschäftsfeldern Polymersynthese und -modifizierung Kunststoffcharakterisierung und -prüfung Kunststoffverarbeitung und -recycling Kautschuk und Gummi Morphologie und Mikromechanik Kreislauffähigkeit von Kunststoffen erbracht. Gemeinsam mit den Geschäftsführern Prof.Dr. Wolfgang Grellmann und Prof.Dr. Goerg H. Michler sind Prof.Dr. Hans-Joachim Radusch (Fachbereich Ingenieurwissenschaften), Prof. Dr. Manfred Arnold (Fachbereich Chemie) und Prof.Dr. Sabine Seidler (TU Wien) für die einzelnen Geschäftsfelder zuständig. Zur Stärkung der angewandten Forschung wurden die Servicebereiche in den einzelnen Geschäftsfeldern der PSM GmbH ausgebaut und ihr Zusammenwirken besser koordiniert. Die angestrebte schnelle und unbürokratische Bearbeitung von Industrieaufträgen hat zur Intensivierung bestehender und Schaffung neuer Kontakte sowohl zu Großfirmen als auch insbesondere zu kleinen und mittleren Industriefirmen geführt. Eine Zusammenstellung von Referenzen ist auf der Homepage unter zu finden. Folgende wirtschaftsnahe Entwicklungsarbeiten sowie ingenieurtechnische Dienstleistungen wurden in den Geschäftsfeldern in interdisziplinärer Zusammenarbeit geleistet: Mikrostrukturelle Untersuchungen zur Morphologie und zum mechanischen und thermischen Eigenschaftsniveau von Polyolefinwerkstoffen unter besonderer Berücksichtigung der Charakterisierung des Verarbeitungsverhaltens Schadensfallanalysen zum Rissinitiierungs- und Rissausbreitungsverhalten sowie zum Versagen durch Bruch an PVC-Rohren für Warmwasserleitungen, Rolltreppenhandläufen aus armierten Gummiwerkstoffen und an PE-Rohren und Rohrverteilungen in der Bauindustrie Untersuchungen zur medialen Waschlaugenbeständigkeit von glasfaser- und talkumverstärkten PP-Werkstoffen und Gummimaterialien im Haushaltgerätesektor Ermittlung mechanischer, thermischer (Wärmeformbeständigkeit, Längenausdehnungskoeffizient) und dynamisch-mechanischer Kennwerte an thermoplastischen und duroplastischen Kunststoffen und deren Verbunden (langfaserverstärkte Kunststoffe)

3 3 Molekulare Charakterisierung von Polyolefinen durch Hochtemperatur-GPC sowie weitere spezifische Analysenverfahren, wobei eine hohe Qualität und zeitnahe Bearbeitung zu stabilen Geschäftsbeziehungen zu KMU.s der Region, Unternehmen in den alten Bundesländern sowie auch in das Ausland (Frankreich, Österreich, Finnland, Italien) führten Hervorzuhebende Entwicklungsarbeiten wurden im Geschäftsfeld Polymersynthese und modifizierungen geleistet, die zur Etablierung längerfristiger Forschungsbeziehungen auf Vertragsgrundlage insbesondere mit ausländischen Firmen führten. Dabei wurden schwerpunktmäßig zwei Entwicklungslinien verfolgt: 1. Auf dem Gebiet der Polypropylenherstellung konnten wesentliche Grundlagen für die Darstellung eigenschaftsmodifizierter Polypropylenmaterialien unter den Bedingungen einer modernen Prozessgestaltung erarbeitet werden. Die thermo-mechanischen Eigenschaften der neuentwickelten PP-Materialien wurden umfassend charakterisiert. 2. Auf dem Gebiet der Duromerharzherstellung wurde mit einem ausländischen Industriepartner eine neue Harzbasis entwickelt, deren Herstellung derzeit im Technikumsmaßstab getestet wird. Diese Arbeiten sollen zu einer neuen Generation von thermoplastisch formbaren Duromervorstufen führen. Im Geschäftsfeld Kunststoffverarbeitung und -recycling wurden nachfolgende Forschungsaktivitäten realisiert, die zu längerfristigen Kooperationen mit Industriepartnern führten: Forschungsarbeiten zur Untersuchung der Eignung von weiterentwickelten perliertem FORMEX-Ruß in Gummimischungen Durchführung von komplexen Untersuchungen zur Prozessgestaltung der Verarbeitung von Polymermaterialien im Coextrusions-, Spritzguss-, Folienblas- sowie im Castfilmprozess Untersuchungen zur Herstellung von Mehrschicht-Blasfolien und Mehrschicht-Flachfolien, Charakterisierung des Verarbeitungsverhaltens neuer Polymercompounds und Optimierung der Verarbeitungsprozessparameter Optimierung der stofflichen Zusammensetzung und technologischen Fertigungsparameter von Kunststoffverpackungsbändchen (PET-Bändchen) 2. Umsatz- und Personalentwicklung Die Höhe des Umsatzes und die Zahl der beschäftigten Wissenschaftler hat nach der Aufbauphase in den ersten Jahren ein annähernd stabiles Niveau erreicht. Im Jahre 2004 waren 12 Mitarbeiter in der PSM beschäftigt, die einen Umsatz von 589 T erarbeiteten. 3. Zur weiteren Entwicklung Die Polymer Service GmbH Merseburg strebt in enger Kooperation mit Wissenschaftlern anderer An-Institute und außeruniversitären Einrichtungen stabile Geschäftsbeziehungen im Dienstleistungsbereich mit Unternehmen der Kunststoffbranche in der mitteldeutschen Region an. Darüber hinaus werden langfristige Forschungsvereinbarungen auf den Arbeitsfeldern Polyolefinsynthese und Modifizierung derartiger Kunststoffe mit Hart- und Weichphasenanteilen sowie Nanopartikeln und Entwicklung einer neuen Generation formaldehydfreier Melaminharze mit in- und ausländischen Partnern aufgebaut.

4 4 Weitere Schwerpunktaufgaben der PSM GmbH beinhalten u.a.: Untersuchungen zur Herstellung von Gummimehl-Thermoplast-Compounds. Charakterisierung der Morphologie und der mechanischen Eigenschaften sowie des Verarbeitungsverhaltens von Gummimehl-Thermoplast-Compounds Im September 2004 hat die Polymer Service GmbH Merseburg ein Prüflaboratorium für medial-thermische Auslagerung zur Prüfung von Formteilen für die Automobilindustrie eingerichtet, indem Prüfangebote zur Temperaturwechselbeständigkeit (Klimaprüfung), Medienbeständigkeit (z.b. gegenüber im Automobil eingesetzter Stoffe), zum Alterungsverhalten und zur Bewertung mechanischer und physikalischer Eigenschaften nach Wärme- bzw. Medieneinwirkung unterbreitet werden Aufbau eines unabhängigen PSM-Sachverständigenbüros mit öffentlich bestellten und durch die IHK Halle-Dessau vereidigten Sachverständigen für das Sachgebiet Kunststoffprüfung, Kunststoffdiagnostik und Bewertung von Schadensfällen zur Erstellung von Gutachten für KMU in der Kunststoffbranche, Gerichte und Versicherungen sowie zur Bearbeitung von Schadensfällen und Reklamationen Die Beziehungen der PSM GmbH zu den in der Realisierungsphase befindlichen neuen Einrich- tungen Fraunhofer-Demonstrationszentrum für Polymerreaktionstechnik, Schkopau und Technikum Nanostrukturierte Materialien (TGZ III) der Martin-Luther-Universität Halle- Wittenberg sollen im gegenseitigen Interesse erfolgreich gestaltet und weiterentwickelt werden. 4. Anlage Anlage 1: Anlage 2: Publikationen von PSM-Mitarbeitern, wobei die Namen der Mitarbeiter hervorgehoben wurden Betreuung von Qualifizierungsarbeiten Prof. Dr. Wolfgang Grellmann Geschäftsführer

5 5 A nlage 1: Veröffentlichungen 2004 Grellmann, W., Langer, B., Bierögel, C., Schoßig, M., Mecklenburg, T. Bruchmechanische Zähigkeitsbewertung nukleierter glasfaserverstärkter Polyolefinwerkstoffe Werkstoffprüfung 2004, Verlag Werkstoff-Informationsgesellschaft mbh Frankfurt, Tagungsband Werkstoffprüfung 2004, Neu-Ulm, , ISBN , S Bierögel, C., Langer, B., Müller, H., Grellmann, W. Schadensfallanalyse an Kunststoffbauteilen Werkstoffprüfung 2004, Verlag Werkstoff-Informationsgesellschaft mbh Frankfurt, Tagungsband Werkstoffprüfung 2004, Neu-Ulm, , ISBN , S Wutzler, A., Radusch, H.-J. Determination of Diffusion Coefficients in Chemical Cross-linked Polyethylene Cable Compounds 20th Annual Meeting of the Polymer Processing Society PPS-20, June 20-24, 2004 Akron, Ohio/USA, CD Proceedings, Wutzler, A., Vahldieck, A., Hufnagel, A., Radusch, H.-J. Alterungsverhalten und werkstoffliches Potential von Recyclaten aus Langfaser verstärktem Po- 2004, Halle/S., , Tagungsband, ISBN , PI-78 lypropylen Polymerwerkstoffe Wutzler, A., Radusch, H.-J. Simultane Messung des Masseverlustes und infrarotspektroskopische Gasanalyse (TG-FTIR-Kopplung) in der Schadensfallanalyse und Ursachenforschung Polymerwerkstoffe 2004, Halle/S., , C33 Tötzke, M., Wutzler, A., Radusch, H.-J. Entwicklung eines neuen Depolymerisationsverfahrens zum Recycling von kohlefaserverstärkten Kunststoffen auf Epoxidharzbasis Polymerwerkstoffe 2004, Halle/S., , D/E 09 Bohlmann, B., Hirth, T., Grellmann, W., Langer, B. The Effect of Disinfection Methods on the Mechanical Properties of Thermoplastic Recyclates Macromolecular Materials and Engineering, submitted Langer, B., Grellmann, W Anwendung des instrumentierten Kerbschlagbiegeversuches. Ein Klassiker der Kunststoffprüdie Automotive-Industrie. fung mit Vorteilen auf für Automotive, eingereicht Hristov, V. N., Lach, R., Krumova, M., Grellmann, W. Fracture Toughness of Modified Polypropylene/Poly(styrene-ran-butadiene) Blends Polymer International (submitted) Kotter, I., Grellmann, W., Koch, T., Seidler, S. Morphology-Toughness Correlation of PP/EPR-Blends J. Applied Polymer Science, submitted Grellmann, W., Reincke, K. Elastomere Werkstoffe - Qualitätsprüfung mit Hilfe des instrumentierten Kerbschlagzugversuches Dichtungstechnik -Jahrbuch, eingereicht

6 6 Anlage 2: Betreuung von Qualifizierungsarbeiten Betreuung von Qualifizierungsarbeiten Im Berichtszeitraum 2004 wurden nachfolgend aufgeführte Qualifizierungsarbeiten (Studienarbeiten, Diplomarbeiten, Masterarbeiten) durch wissenschaftliche Mitarbeiter der PSM betreut, andererseits erhalten Doktoranden auch die Möglichkeiten zur Fertigstellung ihrer Arbeiten. Diplomarbeiten: A. Oluschinski Temperaturabhängige Untersuchungen an GfK-Bauteilen mittels Ultraschallspektroskopie (PSM-Betreuer: Dipl.-Phys. C. Sirch) M. Häußler Untersuchungen zur Synthese und Charakterisierung von Propen/1-Buten-Copolymeren (PSM-Betreuer: Dipl.-Phys. A. Meinecke) Antje Kochan Physikalisch-chemische Alterung von thermoplastischen Polyurethanen für die Medizintechnik (PSM-Betreuer: Dr. A. Wutzler) Sebastian Lietz Untersuchungen zur Einfluss der Prozessparameter im 2-Komponentenspritzguss auf die Haftung an der Grenzschicht Thermoplast-TPE (PSM-Betreuer: Dr. A. Wutzler) Promotionen: K. Reincke Bruchmechanische Zähigkeitsbewertung von nanogefüllten Elastomeren (eingereicht am ) N. Popova Untersuchungen zur Herstellung und Eigenschaften von Melaminether-Harzsystemen (Endphase: Vorbereitung Einreichung) A. Meinecke Metallocen-katalysierte Copolymerisation von Propen mit 1-Olefinen (Endphase: Vorbereitung Einreichung)