@article{MomanyiHerzogMuchiri2019, author = {Momanyi, Job and Herzog, Michael and Muchiri, Peter}, title = {Analysis of Thermomechanical Properties of Selected Class of Recycled Thermoplastic Materials Based on Their Applications}, series = {Recycling}, volume = {4}, journal = {Recycling}, issn = {2313-4321}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-12509}, year = {2019}, abstract = {Polypropylene and polystyrene are petroleum-based thermoplastics which are commonly used and disposed of in the environment after their service life, leading to environmental degradation. There is a need to recycle polypropylene and polystyrene, but the effect of recycling on thermo-mechanical properties is not well understood. This study aims to determine thermo-mechanical properties of the recycled polypropylene and recycled polystyrene and compare them with corresponding virgin polypropylene and newly produced polystyrene (general purpose polystyrene 1540 and high impact polystyrene 7240). The study was carried out by preparing bar-shaped samples of recycled polypropylene, recycled polystyrene, general purpose polystyrene 1540, and high impact polystyrene 7240 by compression molding using a hot press and thermally characterizing them to determine glass transition temperature and melting temperature using differential scanning calorimetry. The changes in Young\’s modulus, tensile strength, hardness, and toughness due to recycling activities were determined at room temperature (24 °C), 40 °C, 60 °C, and 80 °C. The thermo-mechanical properties of recycled polystyrene (PS) were found to be comparable to those of high impact polystyrene (HIPS) 7240. The study revealed that the hardness and toughness for the recycled polymers were higher than those of corresponding virgin polymers. On the other hand, tensile strength and Young's modulus for the recycled polymers were lower than those of the virgin polymers. Understanding the thermo-mechanical properties of the recycled polymers will contribute to more industrial applications hence increase the rate of recycling, resulting in a reduction in environmental pollution.}, language = {en} } @article{NjugunaMuchiriMwemaetal.2021, author = {Njuguna, James K. and Muchiri, Peter and Mwema, Fredrick M. and Karuri, Nancy W. and Herzog, Michael and Dimitrov, Kiril}, title = {Determination of thermo-mechanical properties of recycled polyurethane from glycolysis polyol}, series = {Scientific African}, volume = {12}, journal = {Scientific African}, issn = {2468-2276}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-14911}, year = {2021}, abstract = {Polyurethane foam is one of the most versatile polymers widely used in the automotive industry. However, due to the rising amount of polyurethane foam waste in the environment, there is growing research attention focusing on circular economy solutions to closing the material loop. This study aimed to determine the possible changes in thermo-mechanical properties between rigid polyurethane prepared using polyols derived from depolymerization of commercial polyurethane foam with benchmark rigid polyurethane (Ben PU). Polyurethane foams containing dispersion polyol were reacted with dipropylene glycol (DPG) and diethylene glycol (DEG) with a ratio of DPG: DEG of 1:1 in the presence of a consumable catalyst (Di-n-butyl amine). The recovered polyol was used as a raw material replacing 100\% benchmark rigid polyurethane petroleum-based polyester polyol to produce the recycled polyurethane (Rec PU). Thermal analysis was conducted to measure the recycled polyurethane's glass transition temperatures (Tg) using differential scanning calorimetry (DSC). Tensile strength, elastic modulus, toughness, and hardness test of the recycled polyurethane were conducted under three different temperatures; 24°C, 40°C, and 60°C. From the DSC results, the glass transition temperatures for the recycled and the benchmark rigid polyurethane occurred at 43°C and 50.4°C, respectively. Both polymers showed the brittle-ductile transition from 24°C to 40°C. Tensile strength for recycled polyurethane was lower than that of benchmark rigid polyurethane by 29-43\% and a corresponding 24-50\% decrease in elastic modulus. Recycled polyurethane recorded lower toughness than petroleum-based pure polyurethane by 13-16\%. However, the recycled polymer recorded high shored D values than the benchmark rigid polyurethane by 9-29\%. This study reveals that recycled polyol could be used as feedstock for polyurethane production with applications tailored to its mechanical properties.}, language = {en} } @misc{HerzogNenkovaGarvanskaetal.2010, author = {Herzog, Michael and Nenkova, Sanchi and Garvanska, Radka and Gancheva, Valeria}, title = {Neue Materialien zur Beseitigung von {\"O}lverschmutzungen}, series = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2009/2010}, volume = {14}, journal = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2009/2010}, issn = {0949-8214}, doi = {10.15771/0949-8214_2010_1_10}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus-899}, pages = {75 -- 79}, year = {2010}, abstract = {Der Beitrag berichtet von der Entwicklung eines als Absorptionsmittel geeigneten Kompositmaterials auf der Basis von verschiedene Zellulosestrukturen aufweisenden Ausgangsstoffen und einem Bindemittel. Solche Absorptionsmittel sind einsetzbar f{\"u}r die Aufnahme von Mineral{\"o}lprodukten aus w{\"a}ssrigen Phasen, beispielsweise aus belasteten Oberfl{\"a}chengew{\"a}ssern. Hierzu wurden geeignete biogene Ausgangsstoffe identifiziert sowie ein Verfahren zur Herstellung von Sorptionsmitteln entwickelt und dessen prinzipielle Eignung demonstriert.}, language = {de} } @misc{HerzogKornejew2006, author = {Herzog, Michael and Kornejew, Eckhart}, title = {Native {\"O}le - Rohstoffquelle f{\"u}r Anwendungen in der Kunststoffindustrie}, series = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2006}, volume = {11}, journal = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2006}, issn = {0949-8214}, doi = {10.15771/0949-8214_2006_1_7}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus-251}, pages = {44 -- 46}, year = {2006}, abstract = {Nat{\"u}rliche {\"O}le haben in den vergangen Jahren, nicht nur wegen der ansteigenden Preise f{\"u}r Mineral{\"o}le, sondern vor allem unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit als nachwachsende Rohstoffe zunehmendes Interesse gefunden [1]. Obwohl sie sich in ihrem chemischen Aufbau als Triglyceride grundlegend von den Kohlenwasserstoffen der Mineral{\"o}le unterscheiden, k{\"o}nnen native {\"O}le mit anwendungsspezifisch modifizierten Eigenschaftsprofilen ad{\"a}quaten Ersatz f{\"u}r mineralische Produkte in werkstofflichen Anwendungen bieten. So liegt der Anteil von Bioschmierstoffen am Gesamtverbrauch von Schmierstoffen und Hydraulikfl{\"u}ssigkeiten in Deutschland bei 3,4 Prozent [2]. Die Weltagrarm{\"a}rkte f{\"u}r {\"O}lsaaten zeigen eine Dominanz von Sojabohnen (220 Mio. t). Bereits 1998 wuchsen in den USA 40 \% der Sojabohnen und der Baumwolle mit genetisch modifizierten Pflanzen [3]. In den daraus gewonnenen Pflanzen{\"o}len ist die {\"u}ber die Nukleins{\"a}uren bestimmbare genetische Herkunft nicht mehr nachweisbar. In der Europ{\"a}ischen Union nimmt der Anbau von Raps (15 Mio. t) eine f{\"u}hrende Stellung ein. Eine lebhafte Nachfrage kommt hier vor allem aus dem Nahrungsmittel- und Energiebereich, die stoffliche Nutzung im Bereich der Kunststoffe spielt bislang eine eher untergeordnete Rolle. Im Non-Food-Bereich wird der gr{\"o}ßte Anteil heute in Deutschland und auch in den anderen L{\"a}ndern der Europ{\"a}ischen Union f{\"u}r Kraftstoffe verwendet. Mit der EU-Richtlinie 2003/30/EG wird das Ziel verfolgt, bis zum Jahr 2010 den Anteil der Biokraftstoffe auf 5,75 \% zu erh{\"o}hen [4]. Im Jahr 2005 wurden in Deutschland allein 1,7 Mio. t Biodiesel auf der Basis von Raps{\"o}l erzeugt [5]. Weitere landwirtschaftliche Produkte mit hohem Potential als Rohstoffe f{\"u}r die Industrie sind beispielsweise St{\"a}rke, aber auch Fasern. Generell ist z. B. im Bereich der Fasern ein Trend zu Naturstoffen zu verzeichnen, der sich etwa in der Wiederentdeckung von Flachs und Hanf als heimische Naturfasern ausdr{\"u}ckt. Auch Polymere auf Basis nat{\"u}rlicher Rohstoffe finden immer wieder Anwendungen f{\"u}r Produkte aus Cellulose oder St{\"a}rke sowie Produkte auf tierischer Basis. Die nat{\"u}rlichen Polymere werden die k{\"u}nstlichen jedoch nicht verdr{\"a}ngen und schon gar nicht vollst{\"a}ndig ersetzen k{\"o}nnen [6]. Produkte aus nat{\"u}rlichen Rohstoffen behaupten sich dann am Markt, wenn sie {\"u}ber gute Qualit{\"a}ten verf{\"u}gen, leicht herzustellen und damit preiswert sind. Gelingt es, den Kunden vom Mehrwert derartiger Materialien zu {\"u}berzeugen, haben diese Produkte betr{\"a}chtliches Potential am Markt, insbesondere wenn sie {\"u}ber besondere Eigenschaften verf{\"u}gen. So tragen z. B. viele Verbraucher lieber nat{\"u}rliche Fasern wie Seide (tierische Basis) oder Baumwolle (pflanzliche Basis).}, language = {de} } @misc{StoychevaGoeringWolffetal.2014, author = {Stoycheva, Vesela and Goering, Harald and Wolff, Dietmar and Herzog, Michael}, title = {Bestimmung der Koh{\"a}sionsenergie- und Vernetzungsdichte von Polymeren mit Hilfe von Quellungsmessungen}, series = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2014}, volume = {18}, journal = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2014}, issn = {0949-8214}, doi = {10.15771/0949-8214_2014_1_10}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-3372}, pages = {77 -- 84}, year = {2014}, abstract = {Bei der Absch{\"a}tzung der Best{\"a}ndigkeit von Kunststoffen gegen{\"u}ber niedermolekularen Fl{\"u}ssigkeiten ist die Koh{\"a}sionsenergiedichte CED ein wichtiger Parameter auf molekularer Ebene. Die Vernetzungsdichte ν eines polymeren Festk{\"o}rpers bildet hierbei einen bedeutsamen Kennwert, der dar{\"u}ber hinaus neben der L{\"o}slichkeit wichtige Eigenschaften wie thermische Stabilit{\"a}t und Steifigkeit des Materials charakterisiert. F{\"u}r die experimentelle Bestimmung von CED und ν eignet sich die Untersuchung des Quellverhaltens in unterschiedlichen L{\"o}sungsmitteln. Es werden zwei Messmethoden miteinander verglichen und die Ergebnisse unter Ber{\"u}cksichtigung des molekularen Aufbaus von Proben aus Polyurethan (PU) und hochmolekularem - (HMWPE) und ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMWPE) diskutiert. Zum Verst{\"a}ndnis des Quellverhaltens dieser Polymerproben in niedermolekularen L{\"o}sungsmitteln werden neben den Messergebnissen Literaturdaten zu Grunde gelegt.}, language = {de} } @misc{BeckmannHerzog2015, author = {Beckmann, Silke and Herzog, Michael}, title = {Various types of polyurethanes in the process of Chemical Recycling}, series = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2015}, volume = {19}, journal = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2015}, issn = {0949-8214}, doi = {10.15771/0949-8214_2015_1_6}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-3568}, pages = {45 -- 53}, year = {2015}, abstract = {Increasing raw material costs and more stringent regulations have led to more pressure to develop customer-oriented recycling processes for polyurethanes. Furthermore, waste disposal runs into increasing costs for the producers while old methods of disposal are prohibited legally, both in the US and Europe. One way to solve this problem is to develop a well-suited process and plant for a customer specialised procedure to re-use the waste material obtained for each type of polyurethane product. Based on the previously described simultaneous glycolysis and aminolysis of polyurethanes in this paper, we will report on first results on larger scale recycling of some polyurethane products. While we were initially focused on the use of the recycling products (recycling polyols) to produce new types of polyurethanes, e. g. from cold moulded foams sealants or coatings, the philosophy had to be changed to use the recycling polyols as much as possible to produce the same materials as originally. This route was consequently developed further to other polyurethane products and the incorporation of the recycling polyols into original premixes to be reacted with isocyanates.}, language = {en} } @misc{HerzogWegner2007, author = {Herzog, Michael and Wegner, Rainer}, title = {Erzeugung von Cordierit-Keramiksch{\"a}umen {\"u}ber die Zwischenstufe hochgef{\"u}llter Polyurethan-Schaumstoffe}, series = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2007}, volume = {12}, journal = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2007}, issn = {0949-8214}, doi = {10.15771/0949-8214_2007_1_6}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus-508}, pages = {36 -- 40}, year = {2007}, abstract = {Der Beitrag berichtet von der Entwicklung von leichten keramischen Massen mit speziellen Schaumstrukturen. Hierzu wurden geeignete Ausgangsstoffe ermittelt sowie ein Verfahren entwickelt, das seine Leistungsf{\"a}higkeit mit Keramikformk{\"o}rpern demonstriert hat. Die Arbeiten beinhalteten im Kern die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens der Herstellung keramischer Schaumstoffe mittels PUR-Systemen auf der Basis von Recyclatpolyolen, wobei die keramischen Pulver (u. a. aufbereitete Schlacken und Cordierit-Keramik aus dem Recycling von Abgas-Katalysatoren) in niedrigviskose Polyole eingebracht und anschließend mit Isocyanaten zu anorganisch-organischen Verbundschaumstoffen gesch{\"a}umt wurden. Die organischen Bestandteile wurden anschließend ausgebrannt und zuletzt die Keramik gesintert. An den erhaltenen Formk{\"o}rpern wurden mechanische Kennwerte bestimmt, die Strukturen mikroskopisch charakterisiert und Gebrauchswerteigenschaften erfasst. Die entwickelten keramischen Schaumstoffe k{\"o}nnen als in der K{\"a}lte formbest{\"a}ndige K{\"o}rper f{\"u}r entsprechend belastete Bauteile herangezogen werden und eignen sich zudem als Tr{\"a}germaterialien f{\"u}r Katalysatoren oder f{\"u}r Aufgaben im Bereich der Filtration.}, language = {de} } @inproceedings{ShagwiraMbuyaMwemaetal.2021, author = {Shagwira, Harrison and Mbuya, T. O. and Mwema, Fredrick M. and Herzog, Michael and Akinlabi, Esther Titilayo}, title = {Taguchi Optimization of Surface Roughness and Material Removal Rate in CNC Milling of Polypropylene + 5wt.\% Quarry Dust Composites}, series = {IOP Conference Series: Materials Science and Engineering}, volume = {1107}, booktitle = {IOP Conference Series: Materials Science and Engineering}, issn = {1757-899X}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-14022}, year = {2021}, abstract = {The Taguchi optimization technique was utilized to determine the optimal milling parameters that can be used in end face CNC milling operation of polypropylene+5wt.\% quarry dust using high-speed steel (HSS) tool. Three milling input parameters i.e. the feed rate (f), the cutting speed of the spindle (N) and the depth of cut (dc) were optimized while considering the surface roughness (Ra) of the machined composite material and the material removal rate (MRR) during machining as the responses of the experimental design. From the results, the cutting speed (100 rpm) and the feed rate (120 mm/min) were the most important control parameters which greatly influence the surface roughness at 41.4\% and 28.8\% contribution respectively. In the case of the material removal rate, the depth of cut (0.8 mm) was the dominating factor at 98\% contribution.}, language = {en} } @misc{PeshkovEvtimovaHerzogetal.2011, author = {Peshkov, Vladimir and Evtimova, Rozeta and Herzog, Michael and Behrendt, Gerhard}, title = {New Synthesis Route for PHD Polyols}, series = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2011}, volume = {15}, journal = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2011}, issn = {0949-8214}, doi = {10.15771/0949-8214_2011_1_9}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus-1105}, pages = {67 -- 72}, year = {2011}, abstract = {The synthesis of polyurea dispersion polyols (PHD) was developed using a new route via depolymerization of polyurethane polyureas by a mixture of at least two glycols in the presence of a consumable catalyst, i. e. a secondary aliphatic amine. On this way such polyols were produced with a particle size distribution with a maximum in the 120 to 400 nanometer region with hydroxyl numbers of 180 to 300 mg KOH/g being optically clear and highly reactive. The exact adjustment of the ethylene oxide content of the reaction mixture together with that of the polyether polyol originally present in the polyurethane polyurea used in a predetermined range of surface tension as well as specific reaction conditions leads to these polyols which will give in turn polyurethanes with exceptional properties.}, language = {en} } @misc{KornejewGoeringHerzog2016, author = {Kornejew, Eckhart and Goering, Harald and Herzog, Michael}, title = {Optimierung von Epoxidharzsystemen f{\"u}r PE-Rohrinnenbeschichtungen als Sauerstoffsperrschicht}, series = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2016}, volume = {20}, journal = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2016}, issn = {0949-8214}, doi = {10.15771/0949-8214_2016_1_9}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-5367}, pages = {67 -- 74}, year = {2016}, abstract = {Gegenw{\"a}rtig haben bei Fußbodenheizungen Kunststoffrohre aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) Stahl- und Kupferrohre fast vollst{\"a}ndig ersetzt. Trotz der {\"u}berragenden Gebrauchseigenschaften dieser Kunststoffrohre stellen die relativ hohe Sauerstoffpermeabilit{\"a}t und die geringere Langzeitstabilit{\"a}t ein Problem dar. Sauerstoff reagiert mit den Metallwerkstoffen in den Systemkomponenten, was zu einer beschleunigten Korrosion f{\"u}hrt, und sch{\"a}digt das PE durch eine Radikal-initiierte autokatalytische Kettenreaktion. Diese Reaktion f{\"u}hrt zu einer Verspr{\"o}dung des PE bis hin zur Rissbildung. Dadurch wird die Sauerstoffpermeabilit{\"a}t des PE zus{\"a}tzlich drastisch erh{\"o}ht. Das kann eine nachtr{\"a}glich eingebrachte Sauerstoffbarriereschicht auf Epoxidharzbasis unterbinden. Mit Hilfe der Differential Scanning Calorimetry (DSC) werden Untersuchungen zur Struktur-Eigenschaftskorrelation durchgef{\"u}hrt, um das Eigenschaftsprofil des Epoxidharzes zu optimieren. Variiert werden das Harz-H{\"a}rter-Verh{\"a}ltnis, die Zusammensetzung des Harz- und H{\"a}rter-Systems, einschließlich eines reaktiven Verd{\"u}nners, sowie der eingesetzte Katalysator. Als Charakteristika werden die Glas{\"u}bergangstemperatur Tg des h{\"a}rtenden Systems und die bei der H{\"a}rtung auftretende Reaktionsenthalpie ΔH diskutiert.}, language = {de} }