Polymer- und Fasertechnologie
Lösungsmittel-Nassspinanlage der Fa. Fourné Polymertechnik GmbH zur Forschung und Entwicklung in der Fasertechnologie (Synthesefaser - Polyacrylnitril, Fasern biologischen Ursprungs - Chitosan, funktionelle Fasern - Polyurethan)
Mit den am ITM vorhandenen Technologien ist es möglich, verschiedenste Chemiefasern zu erspinnen. Neben der Erspinnung von Biofasern (Chitosan und Gelatine, Kollagen), piezo-sensitiven Fasern (PVDF) sowie Formgedächtnisfasern (Polyurethan) werden mit der modular aufgebauten, flexibel einsetzbaren Nasspinnanlage der Firma Fourné Polymertechnik GmbH auch Hochleistungsfasern ersponnen. Die Grundlage hierfür bilden organische und anorganische Polymere bzw. Präpolymere. Vor allem die Herstellung von hochreinen Polyacrylnitrilfasern als Precursor für Carbonfasern nimmt hierbei eine wichtige Stellung ein.
Bikomponenten-Extrusionsschmelzspinnanlage der Fa. DIENES Apparatebau GmbH zur Erspinnung von Hochleistungsfasern (u.a. Polypropylen, Polyamid, Polyethylenterephthalat, Polyimidamid, Polyetheretherketon)
Zum Ausbau der Kompetenzen auf dem Gebiet der Fasererspinnung wurde am ITM im Rahmen der Exzellenz-Initiative der TU Dresden eine in enger Abstimmung mit dem Hersteller geplante, modular aufgebaute und flexible Bikomponenten-Extrusionsschmelzspinnanlage der Fa. DIENES Apparatebau GmbH beschafft. Diese ermöglicht es, Monofilamente sowie Multifilament-Fasern mit unterschiedlichen Feinheiten und Filamentanzahlen herzustellen sowie mehrere Polymere in einem Filament in definierter Geometrie simultan beim Spinnen zu kombinieren, wodurch „Kern-Mantel“-, „Side-by-Side“‑ oder „Island-in-the-Sea“-Fasern entstehen. Zusätzlich ist es geplant, anforderungsgerechte Kohlenstofffaser-Precusoren, wie Lignin oder funktionalisiertes PAN, mittels der Schmelzspinntechnik abzubilden.
Carbonisierungsanlage der SGL Carbon SE zur Entwicklung von maßgeschneiderten Kohlenstofffasern
Für die Erforschung und Entwicklung von Kohlenstofffasern steht dem ITM in Zusammenarbeit mit dem ILK (Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik) eine vollständige Stabilisierungs- und Carbonisierungsanlage zur Verfügung. Auf Basis dieser modularen und flexiblen Anlagentechnik hinsichtlich definierter Temperaturen, Gasströme, Fadenläufe und Zugspannungen werden die Strukturbildungsmechanismen unter Betrachtung der Prozessparameter skalengreifend erforscht. Die erarbeiteten Erkenntnisse ermöglichen das Maßschneidern und einen anforderungsgerechten Einsatz von Kohlenstofffasern in Zukunfts- und Hochtechnologiefeldern; Beispiele hierfür sind funktionelle Energiespeichersysteme und textiles Bauen mit Carbonbeton.
Untersetzt werden die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten hinsichtlich der Fasercharakterisierung durch umfangreiche analytische Methoden, wie Raster- und Transelektronenmikroskopie (REM und TEM), Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR), Thermoanalytik (DSC und TGA) sowie Messung der Zugspannung und Steifigkeiten unter definierter Temperatur.
Die bestehende Anlagentechnik zur Fasererspinnung am ITM kommt maßgeblich in den beiden 2016 gegründeten Dresdner Forschungszentren zum Einsatz:
- RCCF - "Research Center Carbon Fibers Saxony“ und
- HP-FIBRE-STRUCTURES - Hochleistungsfasern und ‑strukturen sowie Textilmaschinenentwicklung".
Beide Kompetenzzentren zielen u. a. auf die Erforschung und Entwicklung von maßgeschneiderten Kohlenstofffaser-Precursoren ab.
Image-Video zum Research Center Carbon Fibers Saxony (RCCF) © significant.pictures
Ansprechpartner:
© Mirko Krziwon
Herr Dr.Ing. Lukas Benecke
Forschungsgruppenleiter Polymersynthese und Fasertechnologie
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Besuchsadresse:
Breitscheidstraße 78, Haus D, Zimmer 1.1.14
01237 Dresden