TY - JOUR A1 - Frasca, Daniele A1 - Schulze, Dietmar A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Krafft, Bernd A1 - Rybak, Thomas A1 - Schartel, Bernhard T1 - Multilayer Graphene/Carbon Black/Chlorine Isobutyl Isoprene Rubber Nanocomposites N2 - High loadings of carbon black (CB) are usually used to achieve the properties demanded of rubber compounds. In recent years, distinct nanoparticles have been investigated to replace CB in whole or in part, in order to reduce the necessary filler content or to improve performance. Multilayer graphene (MLG) is a nanoparticle made of just 10 graphene sheets and has recently become commercially available for mass-product nanocomposites. Three phr (part for hundred rubbers) of MLG are added to chlorine isobutyl isoprene rubber (CIIR)/CB composites in order to replace part of the CB. The incorporation of just 3 phr MLG triples the Young’s modulus of CIIR; the same effect is obtained with 20 phr CB. The simultaneous presence of three MLG and CB also delivers remarkable properties, e.g. adding three MLG and 20 phr CB increased the hardness as much as adding 40 phr CB. A comprehensive study is presented, showing the influence on a variety of mechanical properties. The potential of the MLG/CB combination is illustrated to reduce the filler content or to boost performance, respectively. Apart from the remarkable mechanical properties, the CIIR/CB/MLG nanocomposites showed an increase in weathering resistance. KW - nanocomposites KW - rubber KW - multilayer graphene KW - carbon black PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-358569 DO - https://doi.org/10.3390/polym8030095 SN - 2073-4360 VL - 8 SP - 95 PB - MDPI CY - Basel, Switzerland AN - OPUS4-35856 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wachtendorf, Volker T1 - Wirkung simulierter Sonnenstrahlung auf Kohlenstoffnanoröhren gefüllte Polymerkomposite T2 - 43. Jahrestag der GUS 2014 - Umwelteinflüsse erfassen, simulieren, bewerten CY - Stutensee, Germany DA - 2014-03-26 PY - 2014 AN - OPUS4-30647 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Anne-Kathrin A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Sturm, Heinz A1 - Meyer-Plath, Asmus ED - Reichert, T. T1 - Irradiation-induced surface changes on CNT-filled polymeric materials N2 - The present study examines weathering-related degradation mechanisms of CNT-containing polymers and discusses whether and under what conditions degradation might lead to the release of nanoscale components. For this purpose, the study used accelerated artificial aging. The photodegradation of composites based polycarbonate containing multi-walled CNTs of type "Baytubes C150P" was studied under irradiation with a Xenon-arc irradiation device (λ-cut-off at 290 nm). Resulting surface modifications were evaluated with complementary chemical and microscopic characterization techniques. At sufficiently high radiation dose, a significant degradation of the matrix was observed for some of the polymers under examination which led to entangled networks of uncovered CNT at the composite surface. By investigation of potential exposure mechanisms of CNTs in polymer composites, the present work contributes to the risk assessment of CNT-containing products. T2 - 6th European weathering symposium Natural and artificial ageing of polymers CY - Bratislava, Slovak Republic DA - 11.09.2013 PY - 2013 SN - 978-3-9813136-8-0 N1 - Serientitel: CEEES Publication – Series title: CEEES Publication IS - 16 SP - 295 EP - 308 AN - OPUS4-31161 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barthel, Anne-Kathrin A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Sturm, Heinz A1 - Meyer-Plath, A. ED - Ziegahn, K.-F. T1 - Wirkung simulierter Sonnenstrahlung auf Kohlenstoffnanoröhren gefüllte Polymerkomposite N2 - Durch das Füllen von Polymeren mit Nanopartikeln oder Nanoröhren werden verbesserte Materialeigenschaften z.B. bezüglich mechanischer Stabilität, Witterungsbeständigkeit, elektrischer Leitfähigkeit und Flammschutz angestrebt. Mit dem vermehrten Einsatz derartiger Nanokomposite gewinnen aber auch Fragen des Umwelt- und Gesundheitsschutzes an Bedeutung. Es gilt zu klären, ob durch Herstellung, Benutzung und Witterungsbeanspruchung möglichweise nanoskalige Partikel freigesetzt werden können. Zu diesem Zweck wurden mit Kohlenstoffnanoröhren, Carbon Nanotubes (CNT), gefüllte Polymerkomposite spektral breitbandig wie auch quasimonochromatisch unter variierter klimatischer Beanspruchung bestrahlt. Die sich vor allem an der Oberfläche mit der Alterung abzeichnenden Veränderungen wurden mikroskopisch und spektroskopisch charakterisiert. T2 - 43. Jahrestagung der GUS 2014 CY - Stutensee-Blankenloch, Germany DA - 26.03.2014 KW - Nanokomposit KW - Nanopartikel KW - CNT KW - Bewitterung KW - Bestrahlung KW - Simulierte Sonnenstrahlung KW - Alterung PY - 2014 SN - 978-3-9816286-0-9 SP - 65 EP - 74 AN - OPUS4-31160 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wachtendorf, Volker T1 - Maßgeschneiderte künstliche Bewitterungstests zur Untersuchung der alterungsbedingten Freisetzung von Produkten in die Umwelt N2 - Genormte künstliche Bewitterungstests sind häufig nicht spezifisch für die Anwendungssituation oder das Material. Das macht die Entwicklung spezifischer Tests erforderlich. Für deren Entwicklung müssen Maximalparameter der Anwendungssituation bekannt sein, womit dann der künstliche Test formuliert wird und dessen Bedingungen werden dann solange optimiert, bis die Korrelation der Effekte von natürlichem und künstlichem Test ausreichend ist. Für Untersuchungen der Freisetzung kann der verbleibende Rest in der Probe und/oder die freigesetzte Menge in Luft, Boden, Wasser bestimmt werden. Im ersten Beispiel der Witterungswirkung wurde die Freisetzung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT) aus Polymer-Kompositen untersucht (unter Verwendung von empfindlich-nachweisbarer radioaktiver 14C-Markierung für einzelne CNT-Partikel), in einem zweiten die Freisetzung von anorganischen und organischen Bestandteilen aus elastomeren Bestandteilen von Sportböden (Bahnen und Kunstrasen) in Wasser. T2 - SKZ-Tagung: Bewitterung van Kunststoffen CY - Würzburg, Germany DA - 06.07.2022 KW - Künstliche Bewitterung KW - UV KW - Degradation KW - Freisetzung KW - CNT KW - Carbo-Nanotubes KW - Composite KW - Nano-Partikel KW - 14C-Markierung KW - Sportböden KW - Kunstrasen KW - Grundwasser PY - 2022 AN - OPUS4-55219 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rhiem, S. A1 - Barthel, Anne-Kathrin A1 - Meyer-Plath, A. A1 - Hennig, M. P. A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Sturm, Heinz A1 - Schäffer, A. A1 - Maes, H. M. T1 - Release of 14C-labelled carbon nanotubes from polycarbonate composites N2 - Waste disposal of carbon nanotube (CNT) containing products is expected to be the most important pathway for release of CNTs into the environment. In the present work, the use of radiolabelled CNTs (14C-CNT) for polycarbonate polymer nanocomposites with 1 wt% 14C-CNT content allowed for the first time to quantify and differentiate the CNT release according to the type of impact along the materials' ageing history. After an initial exposure of the nanocomposite by solar-like irradiation, further environmental impacts were applied to composite material. They aimed at mimicking disposal site conditions that may induce further ageing effects and CNT release. This study included shaking in water, rapid temperature changes, soaking in humic acid solution as well as waste water effluent, and, finally, gentle mechanical abrasion. All ageing impacts were applied sequentially, both on pristine (control) and on solar-irradiated nanocomposites. All experiments were accompanied by absolute quantification of radioactive release as well as chemical and morphological analyses of the nanocomposite surfaces using infra-red (IR) spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (SEM). The morphological analysis showed that spectral irradiation can uncover CNT networks on the outer nanocomposite surface layers by polymer degradation. After having subjected the solar-irradiated nanocomposite to all studied disposal site effect, the total radioactive release was quantified to amount to 64 mg CNT/m2, whereas only 0.8 mg CNT/m2 were found for the un-irradiated control sample. Solar degradation of polymers was thus found to significantly increase the propensity of the studied polymer nanocomposites to release CNTs during ageing effects at the product's end-of-life typical for disposal sites. KW - Weathering KW - Carbon nanotubes KW - Nanocomposites KW - Release KW - Quantification PY - 2016 UR - http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749116303748 DO - https://doi.org/10.1016/j.envpol.2016.04.098 SN - 0269-7491 VL - 215 IS - August SP - 356 EP - 365 PB - Elsevier Ltd. CY - Paris AN - OPUS4-36899 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Stephan, Ina A1 - Schulz, Ulrich A1 - Petzold, I. T1 - Die komplexe Wirkung von Schimmelpilz und Klima auf Polymeroberflächen und ihre Simulation im Labor T2 - 33. Jahrestagung der GUS, "Umwelteinflüsse erfassen, simulieren, bewerten" CY - Pfinztal, Deutschland DA - 2004-03-17 PY - 2004 SN - 3-9808382-4-2 SP - 69 EP - 84 PB - GUS CY - Pfinztal AN - OPUS4-4880 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kömmling, Anja A1 - Chatzigiannakis, E. A1 - Beckmann, Jörg A1 - Wachtendorf, Volker A1 - von der Ehe, Kerstin A1 - Braun, Ulrike A1 - Jaunich, Matthias A1 - Schade, U. A1 - Wolff, Dietmar T1 - Discoloration Effects of High-Dose gamma-Irradiation and Long-Term Thermal Aging of (U) HMW-PE N2 - Two polyethylene types with ultra-high (UHMWPE) and high molecular weight (HMW-PE) used as neutron radiation shielding materials in casks for radioactive waste were irradiated with doses up to 600 kGy using a 60Co gammasource. Subsequently, thermal aging at 125∘C was applied for up to one year. Degradation effects in the materials were characterized using colorimetry, UV-Visspectroscopy, IR spectroscopy, and DSC. Both materials exhibited a yellowing upon irradiation.The discoloration of UHMW-PE disappeared again after thermal aging.Therefore, the yellowing is assumed to originate fromannealable color centers in the formof free radicals that are trapped in the crystalline regions of the polymer and recombine at elevated temperatures. For the antioxidantcontaining HMWPE, yellowing was observed after both irradiation and thermal aging. The color change was correlated mainly to decomposition products of the antioxidant in addition to trapped radicals as in UHMW-PE. Additionally, black spots appeared after thermal aging of HMW-PE. KW - Irradiation KW - UHMWPE KW - Colour center KW - Yellowness index PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-423992 DO - https://doi.org/10.1155/2017/1362491 SN - 1687-9422 VL - 2017 IS - Article ID 1362491 SP - 1 EP - 10 PB - Hindawi AN - OPUS4-42399 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Metz, Christian A1 - Franz, Philipp A1 - Fischer, C. A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Maierhofer, Christiane T1 - Zerstörungsfreie Charakterisierung der Alterung additiv gefertigter Kunststoffbauteile N2 - Das vorgestellte Projekt beschäftigt sich mit den optischen, thermophysikalischen und mechanischen Materialeigenschaften von additiv gefertigten Kunststoffteilen und deren Alterung. Dazu wurden mittels Fused Layer Modeling (FLM) Probekörper aus ABS hergestellt, die anschließend für drei Monate einer künstlichen Bewitterung unterzogen wurden. Die dabei erzeugte definierte Alterung wurde nach drei Zeitabschnitten jeweils mit zerstörungsfreien Methoden charakterisiert. Dabei wurde neben den spektroskopischen Standardmethoden auch die aktive Thermografie eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich mittels der Thermografie sowohl chemische Veränderungen als auch mechanische Schädigungen (Fehlstellen) darstellen lassen. Die Bewitterung beeinflusst die Teiltransparenz der Proben zumindest im sichtbaren Spektralbereich, was bei der Charakterisierung der Fehlstellen, die mittels optisch angeregter aktiver Thermografie detektiert wurden, berücksichtigt werden muss. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2019 CY - Friedrichshafen, Germany DA - 27.05.2019 KW - 3D Druck KW - Additive Fertigung KW - Thermografie KW - Polymere KW - Künstliche Bewitterung PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-491561 UR - https://jt2019.dgzfp.de/Portals/jt2019/bb/Di.3.B.1.pdf SN - 978-3-947971-02-2 VL - 171 SP - 1 EP - 8 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-49156 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Metz, Christian A1 - Franz, Philipp A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Fischer, C. ED - Ziegahn, K.-F. T1 - Untersuchung der Beständigkeit additiv gefertigter Bauteile durch Thermografie nach künstlicher Bewitterung N2 - Additiv gefertigte Prüfkörper aus Polyamid 12 (Laser Sinter Verfahren) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (Fused Layer Modeling Verfahren) wurden über 2000 Stunden künstlich bewittert und ihr Alterungsverhalten untersucht. Die Ergebnisse wurden anschließend mit denen von Prüfkörpern verglichen, welche auf dieselbe Weise künstlich bewittert, aber mittels konventionellem KunststoffSpritzguss hergestellt wurden. T2 - 48. Jahrestagung der GUS 2019 CY - Stutensee, Germany DA - 27.03.2019 KW - Polymere KW - Additive Fertigung KW - 3D Druck KW - Künstliche Bewitterung KW - Thermografie PY - 2019 SN - 978-3-9818507-3-4 VL - 48 SP - 207 EP - 216 CY - Pfinztal (Berghausen) AN - OPUS4-48502 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -