Thermografische Verfolgung von Deformation und Bruch bei teilkristallinen Polymeren als Grundlage für eine konstitutive Modellierung des Materialverhaltens – PolyTherm

Bei Verarbeitungs- und Deformationsprozessen polymerer Werkstoffe kommt es durch dissipative Prozesse zu Materialerwärmung, die ihrerseits wieder Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften hat. Diese Rückwirkung wird bei der Beschreibung der mechanischen Eigenschaften oft ungenügend berücksichtigt. Ziel des vorliegenden Projektes ist es, mittels thermografischer Messungen mit hoher Orts- und Zeitauflösung die dissipative Erwärmung bei Deformation und Bruch von Polymermaterialien quantitativ zu erfassen und strukturell einzelnen Deformationsmechanismen auf molekularer Ebene zuzuordnen. Dafür sind thermografische Messverfahren den konkreten Aufgabenstellungen anzupassen und geeignete Auswerteverfahren für die umfangreichen Daten zu entwickeln. Mittels lokaler energetischer Bilanzierung wird ein Modell für die Beschreibung des thermischen Verhaltens entwickelt. Für die parallele Strukturaufklärung sollen Online-Röntgen-Klein- und -Weitwinkelstreuung, Kalorimetrie (DSC) als auch Mikroskopie zum Einsatz kommen. Als Modellsysteme wurden ein amorphes Polymer (Polycarbonat, PC) sowie ein teilkristallines Polymer (Polyethylenterephthalat, PET) ausgewählt. Die Ergebnisse sollen letztlich verallgemeinert werden und in eine konstitutive Modellierung des Materialverhaltens einfließen. So sind durch das Projekt wesentliche Beiträge zu einem verbesserten Materialverständnis für amorphe und teilkristalline Polymere zu erwarten.