5 Werkstofftechnik
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In den Umweltmedien Wasser, Boden und Luft wird Mikroplastik (MP) gefunden. Mögliche Eintragspfade, besonders Einträge über den Klarlauf kommunaler Klärwerke, sind unklar. Dazu wurde das Klärwerk Ruhleben in Berlin an jeweils vier Tagen im Sommer- und Winterbetrieb beprobt. Es wurde jeweils 1 m3 Klarlauf fraktioniert filtriert (500, 100 und 50 µm Siebe). Weiterhin wurde Rohabwasser exemplarisch untersucht. Als Analyse-methoden wurden die TED-GC-MS und die FTIR Mikroskopie verwendet.
Bei der TED-GC-MS wird die Probe zunächst thermisch extrahiert, bevor die charakteristischen Zersetzungsgase mittels einer GC-Säule getrennt und im MS detektiert werden [1,2]. Es ist hier erstmals gelungen, nicht nur das MP zu identi-fizieren, sondern auch eine Massenbilanz zu erstellen und so eine quantitative Auswertung vorzunehmen. Es wurde PE, PS ganzjährig und PP im Sommer gefunden. Das Klärwerk Ruhleben hat einen Rückhalt an MP von 99%.
Understanding the interaction between boehmite and epoxy and the formation of their interphases with different mechanical and chemical structures is crucial to predict and optimize the properties of epoxy-boehmite nanocomposites. Probing the interfacial properties with atomic force microscopy (AFM)-based methods, especially particle-matrix long-range interactions, is challenging. This is due to size limitations of various analytical methods in resolving nanoparticles and their interphases, the overlap of interphases, and the effect of buried particles that prevent the accurate interphase property measurement. Here, we develop a layered model system in which the epoxy is cured in contact with a thin layer of hydrothermally synthesized boehmite. Different microscopy methods are employed to evaluate the interfacial properties. With intermodulation atomic force microscopy (ImAFM) and amplitude dependence force spectroscopy (ADFS), which contain information about stiffness, electrostatic, and van der Waals forces, a soft interphase was detected between the epoxy and boehmite. Surface potential maps obtained by scanning Kelvin probe microscopy (SKPM) revealed another interphase about one order of magnitude larger than the mechanical interphase. The AFM-infrared spectroscopy (AFM-IR) technique reveals that the soft interphase consists of unreacted curing agent. The long-range electrical interphase is attributed to the chemical alteration of the bulk epoxy and the formation of new absorption bands.