Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Forschungsbericht Berichtszeitraum:01.01.1995 - 31.12.1996

Interdisziplinäre Forschungsprojekte


Innovationskolleg
Neue Polymermaterialien durch gezielte Modifizierung der Grenzschichtstrukturen / Grenzschichteigenschaften in heterogenen Systemen

Dienstsitz:
Geusaer Straße
06217 Merseburg

Sprecher:Prof. Dr. Goerg H. Michler Tel.:(03461) 46-27 45
(FB Werkstoffwissenschaften) Fax:(03461) 46-25 35
e-mail:michler@werkstoff.uni-halle.de

Teilprojekte
(FB Werkstoffwissenschaften, FB Physik, FB Chemie)

1 Morphologie und Mikromechanik an Grenzschichten in heterogenen Polymeren (Goerg H. Michler, Ekkehard Straube)
1.1 Hochzähe polymere Werkstoffe (Goerg H. Michler)
1.2 Untersuchungen zum Einfluß molekularer Strukturparameter von Methyl-methacrylat-Blockcopolymeren und ihren Blends mit PMMA auf ihre Morphologie, Mikromechanik und Zähigkeit (Manfred Arnold, Siegfried Höring)
1.3 Mehrphasige Polymernetzwerke (Manfred Fedtke, Barbara Sandner)
2.1 Dynamische Vulkanisation und selektive Komponentenvernetzung in Polymerblends (Hans-Joachim Radusch)
2.2 Zusammenhang zwischen Morphologie und Zähigkeit von Blends aus Polypropylen mit Ethylen-Propylen-Copolymeren und aus Copolymeren des Ethylens mit höheren -Olefinen unter besonderer Berücksichtigung des Rißinitiierungsprozesses (Wolfgang Grellmann, Jürgen Giesemann)
2.3 Polypropylen-Block- und Pfropfcopolymere zur Steuerung von Morphologie und Grenzflächeneigenschaften in polymeren Mehrphasensystemen (Manfred Arnold, Hans-Joachim Radusch)
3.1 Partiell abbaubare Polymere für Implantatmaterial aus neuen biokompatiblen Makromonomeren (Barbara Sandner)
3.3 Polymercomposite mit verbessertem biologischen Abbauverhalten auf Basis von Ethylencopolymeren und modifizierter Stärke (Frank Janowski, Manfred Arnold)

Das Innovationskolleg wurde im Oktober 1994 an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg eingerichtet und wird zunächst für die Dauer von drei Jahren finanziert. Es vereinigt Wissenschaftler und Doktoranden aus verschiedenen Bereichen der Universität, aus außeruniversitären Forschungseinrichtungen sowie aus der Industrie.

Das Kolleg baut auf guten, langjährigen Kontakten von Polymerforschern aus unterschiedlichen Bereichen im Raum Halle-Merseburg auf. Es wird durch ein Graduiertenkolleg "Polymerwissenschaften" ergänzt und ist eng mit Aktivitäten in einem als Aninstitut tätigen "Institut für Polymerwerkstoffe (IPW)" verbunden. In dem an der Universität existierenden "Interdisziplinären Zentrum für Materialwissenschaften" bildet die Thematik des Kollegs einen herausragenden Schwerpunkt.

Die Herstellung neuer Polymerwerkstoffe erfolgt heutzutage kaum über die Synthese und großtechnische Gewinnung neuer Monomere, sondern über eine Modifizierung bestehender Monomere bzw. Polymere mit unterschiedlichen weiteren Komponenten. Dabei spielen Grenzschichten und Grenzflächen für die Herausbildung des komplexen Eigenschaftsbildes der heterogenen Systeme eine dominierende Rolle. Daher stehen die Grenzschichten, ihre Bildungsprozesse in heterogenen Polymeren und ihre Auswirkungen auf die Eigenschaften im Zentrum der Untersuchungen des Kollegs.

Das zentrale wissenschaftliche Ziel des Kollegs ist die Aufklärung der Bildung von Grenzschichten in Abhängigkeit von Zusammensetzung, Herstellung und Verarbeitung heterogener Polymersysteme sowie der Auswirkungen der Grenzschichten auf die Morphologie (Phasenanordnungen) und die resultierenden Eigenschaften. Ein Schwerpunkt ist dabei die Aufklärung der Wechselwirkungsmechanismen zwischen Herstellung, Strukturen, Morphologie und Eigenschaften, d.h. der physikalischen Mikromechanismen, die letztlich die makroskopischen Eigenschaften bestimmen. Die an unterschiedlichen Polymeren beobachteten Einzeleffekte sollen auf ihre chemischen, physikalischen bzw. werkstoffwissenschaftlichen Grundlagen zurückgeführt werden. Hieraus sind möglichst allgemeingültige Gesetzmäßigkeiten für die Stoffgruppe aufzustellen und Strategien zur definierten Veränderung bzw. Optimierung der Grenzschichten und der Morphologie in heterogenen Polymerwerkstoffen abzuleiten, d.h., es soll das Konzept des "mikrostrukturellen Konstruierens von Werkstoffen" verfolgt werden. Gemeinsam mit Industriepartnern und unter direkter Mitarbeit von Gastwissenschaftlern aus der Industrie wird das anwendungsorientierte Ziel verfolgt, das o. g. Konzept zur Modifizierung von Polymersystemen praktisch zu verwirklichen. Aus industrierelevanten Modellmaterialien und Versuchsmustern soll die Tragfähigkeit der Konzepte auf industrielle Überführung überprüft und an technische Herstellungsverfahren angepaßt werden. Dadurch sind letztlich Innovationen mit vorzubereiten. Entsprechend den Vorgaben zur Förderung von Innovationskollegs sind auch exemplarische strukturelle Innovationen an der Universität zu entwickeln.
Die auf dem Einsatz der verschiedenen mikroskopischen und elektronenmikroskopischen Methoden basierenden Untersuchungen der Grenzschichten sowie des Einflusses der Grenzschichten auf die Morphologie und die mikromechanischen Mechanismen sind in einem Schwerpunkt "Morphologie und Mikromechanik an Grenzschichten" zusammengefaßt. Die erforderlichen Modellproben stammen von den Industriepartnern bzw. aus den Einzelprojekten, die in drei Komplexen zusammengefaßt sind:

  1. Molekularstrukturierte Materialien (Themen 1.1. - 1.3.)
  2. Polymerblends und -composites (Themen 2.1. - 2.3.)
  3. Polymere mit speziellen Anwendungen (Themen 3.1.; 3.2.)

Mitarbeiter aus folgenden Institutionen der Universität, außeruniversitären Forschungseinrichtungen sowie der Industrie sind am Kolleg beteiligt:

Dem Innovationskolleg werden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft Sachbeihilfen von 4.053,429 TDM (1994: 337,9 TDM, 1995: 1.617,2 TDM, 1996: 1.220,6 TDM, 1997: 877,8 TDM) zur Verfügung gestellt, mit denen u. a. auch Personalstellen für 17 Doktorandinnen/Doktoranden (BAT-O IIa/2), 1Wissenschaftlerin (BAT-O IIa), 2 Laborantinnen, 5 studentische Hilfskräfte und 1 Stiftungsprofessur (C4) finanziert werden.
Weitere Mittel erhielt das Kolleg durch eine zusätzliche Landeszuwendung von 68,9 TDM sowie durch Bonusmittel der Universität von 37,7 TDM im Jahr 1996 und 41,6 TDM im Jahr 1997.

Forschungsschwerpunkte:

Die Forschungsschwerpunkte ergeben sich direkt aus den oben genannten Teilprojekten:


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