Michael Schmid,
"Modellierung verschiedener Vernetzungsarten von -Coating-Lacken in Zusammenarbeit mit der voestalpine Stahl GmbH"
, 3-2005
Original Titel:
Modellierung verschiedener Vernetzungsarten von -Coating-Lacken in Zusammenarbeit mit der voestalpine Stahl GmbH
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
In dieser Arbeit wird das Miller-Macosko-Modell zur mathematischen Beschreibung der Vernetzung von Molekülen mit beliebiger gemeinsamer Verteilung von Länge und Funktionalität untersucht. Es werden explizite Formeln zur Berechnung folgender Netzwerkparameter hergeleitet: Gelpunkt, maximaler Vernetzungsgrad,stöchiometrische Imbalance, löslicher, elastisch ineffektiver und elastisch effektiver Massenanteil, mittlere Konzentration effektiver Knoten und effektiver Stränge, mittlere molare Masse eines effektiven Stranges, Flächenquellfaktor. An Hand von Daten
der voestalpine Stahl GmbH wird die Vernetzung von Polymerketten mit dem HMMM-Vernetzer modelliert. Die Modellierung behandelt zwei Ausgangssituationen
des/der ExperimentatorIn: Die molaren Massen der Monomerbausteine der Kettenmoleküle und die mittlere Funktionalität der Ketten sind bekannt, bzw. die mittlere
molare Masse eines Kettenmoleküls und die mittlere Funktionalität der Ketten sind bekannt. Alle diesbezüglichen Netzwerkparameter werden als Funktionen der
Vernetzungsdauer für beide Polymermodelle dargestellt. Es werden Contourplots zur Darstellung eines optimalen Bereichs der Wahl äußerer Parameter zur Generation
eines bestmöglich vernetzten Polymers abgebildet. Die Quellergebnisse werden in Abhängigkeit vom Polymer-Lösungsmittel-Interaktionskoeffizienten untersucht. Es
wurde ein Mathematica-Programm zur numerischen Berechnung und graphischen Darstellung sämtlicher Netzwerkparameter als Funktionen des Vernetzungsgrades als auch der Vernetzungsdauer entwickelt. Der Gelpunkt wird als expliziter Zeitpunkt ausgegeben. Schließlich werden noch die Homopolymerisation und die Mischvernetzung analysiert.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englische Kurzfassung:
In this work we will analyze the general Miller-Macosko-theory about the crosslinking process of polymer network chains with small junction molecules. Polymer chains and junction molecules are assumed to have any joint distribution of length and functionality. A variety of network-parameters is explicitly calculated: gelpoint,
maximum conversion, stochiometric imbalance, soluble, elastically ineffective and elastically effective mass fraction, average concentration of effective junctions and
strands, average molar mass of an elastically effective strand and the swelling ratio. We will focus on the modelling of the copolymerisation of polymer chains with
HMMM-molecules (hexamethoxymethylmelamin) and the calculation of all network parameters as a function of crosslinking time. In this special case we shall analyse
two different situations, which the scientist may start from: 1) molar masses of all monomers and the average functionality of chains are known, 2) average molar
mass of a chain and the average functionality of chains are known. We will give detailled information about how to optimize the crosslinking process by changing the values of parameters like average functionality of chains and the ratio of moles of chains and junction points. The swelling ratio is calculated as a function of the solvent-polymer-interactioncoefficient. A mathematica-file has been created for calculating all network parameters as a function of conversion and crosslinking time and graphically expressing these quantities in two-dimensional plots. The gel-point
is expressed as an explicit time in the crosslinking process. Finally we shall focus on homopolymerisation and crosslinking of chains by two different sorts of junction
molecules.
Forschungs-