668 Technik anderer organischer Produkte
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Xolography is a volumetric 3D printing technology utilizing two different wavelengths of light to produce objects with micrometer resolution and excellent surface quality within minutes. Dual-color photoinitiators (DCPIs) are crucial for spatial control of polymerization. However, their performance has mainly been assessed indirectly by evaluating printed objects. In this study, we present a methodology using in situ Raman spectroscopy to characterize the dual-color curing response of a representative spiropyran-based DCPI in a methacrylate-based resin composition. A dual-wavelength irradiation setup has been developed to monitor the degree of curing (DoC) as a function of the applied light doses, providing quantitative, real-time insights into bond conversion and polymerization kinetics, as well as enabling the Xolography process window to be derived. The DCPI exhibited a contrast of 89%, showing improved performance compared to first generation systems, while its efficiency was benchmarked against a benzophenone reference. Spatially resolved Raman mapping of volumetric test prints revealed DoC gradients ranging from 40% to 80% directly after printing. We demonstrate that subsequent posttreatments can eliminate these nonuniformities, increasing the DoC to > 90%. This approach provides a framework for evaluating novel dual-color photoinitiator systems, facilitating the rational design of resins, illumination protocols and optimized configurations for volumetric 3D printing.
Electrospinning is a versatile technique for producing polymer nanofibers with high ratios of surface area to volume and tunable porosity. Conventional approach to the optimization of processing parameters such as voltage and flow rate frequently encounters limitations in reproducibility and scalability. This review proposes a comprehensive framework that integrates macromolecular design principles with established electrohydrodynamic theories. We analyze how intrinsic molecular traits, specifically chain entanglement density, molecular weight distribution (MWD), topological architecture, and polymer–solvent thermodynamic interactions, define the boundaries of jet stability and solidification. Key findings highlight that while molecular weight establishes a baseline for spinnability, the MWD dictates the dynamic response under extreme deformation. Notably, high-molecular-weight fractions act as elastic load-bearers that suppress capillary breakup. Furthermore, we discuss here how molecular architecture and solvent-mediated segmental mobility determine whether molecular orientation is kinetically trapped or relaxed during the nanosecond timescales of jet flight. By establishing a hierarchical design logic prioritizing molecular and formulation variables over processing parameters, this framework provides a robust strategy to overcome challenges in scalability and reproducibility, positioning electrospinning as a sensitive probe for macromolecular dynamics under extreme elongation.
Shape memory polyurethanes (SMPUs) were synthesized by 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), hexane-1,6-diol (HD), polypropylene glycol (PPG), and recycled polyvinyl butyral (PVB). Dynamic mechanical analysis, differential scanning calorimetry and Fourier transformation infrared attenuated total reflection spectroscopy was used to characterize the poly (vinylbutyral-urethanes). Micro-phase domain separation of hard and soft segments and phase inversion were investigated. Increasing the hard segment content, i.e., average hard segment molecular weight, leads to an increase in the degree of micro-phase separation, hard domain order and crystallinity. The crystalline hard segment structures combined with the elastic nature of soft segment matrix provide enough physical and chemical crosslinks to have shape memory effect.
The contribution aims to bring forth a novel synthesis route in developing transparent UV LED-curable coatings accounting for various exposure options. A selection of perfluoropolyether (PFPE)-urethane methacrylate and acrylate resins, free-radical photo-initiator Omnirad 2100, and two distinct silane-based crosslinking agents were blended under a weight ratio of 75:20:5 (without crosslinker) and 70:15:5:10, respectively. The coatings were cured under a UV LED 4 × 3 matrix light emitting source, in a chamber under a controlled atmosphere, by means of an in-house developed conveyor belt type platform, at different conveyor belt speeds (5, 50, 150, 250, and 500 mm/s). The morphologies of fabricated coatings were characterized by FTIR revealing high conversion rates (e.g., from 98 to 100%) for increased exposure time as a result of the 5 or 50 mm/s values, on all combinations. Dynamic–mechanical and optical properties of UV LED-cured transparent coatings were also investigated. A negative shift of the glass transition temperature values with a decrease in exposure time, in all combinations, from about 60 °C to 30 °C, along with storage moduli lowering in the glassy plateau further favors higher exposure times for curing. The refractive indices of poly-mers were from 1.38 to 1.40, whereas the thermo-optic coefficients are showing minor changes around the value of 2.55∙10−4 K−1.
Gegenwärtig haben bei Fußbodenheizungen Kunststoffrohre aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) Stahl- und Kupferrohre fast vollständig ersetzt. Trotz der überragenden Gebrauchseigenschaften dieser Kunststoffrohre stellen die relativ hohe Sauerstoffpermeabilität und die geringere Langzeitstabilität ein Problem dar. Sauerstoff reagiert mit den Metallwerkstoffen in den Systemkomponenten, was zu einer beschleunigten Korrosion führt, und schädigt das PE durch eine Radikal-initiierte autokatalytische Kettenreaktion. Diese Reaktion führt zu einer Versprödung des PE bis hin zur Rissbildung. Dadurch wird die Sauerstoffpermeabilität des PE zusätzlich drastisch erhöht. Das kann eine nachträglich eingebrachte Sauerstoffbarriereschicht auf Epoxidharzbasis unterbinden. Mit Hilfe der Differential Scanning Calorimetry (DSC) werden Untersuchungen zur Struktur-Eigenschaftskorrelation durchgeführt, um das Eigenschaftsprofil des Epoxidharzes zu optimieren. Variiert werden das Harz-Härter-Verhältnis, die Zusammensetzung des Harz- und Härter-Systems, einschließlich eines reaktiven Verdünners, sowie der eingesetzte Katalysator. Als Charakteristika werden die Glasübergangstemperatur Tg des härtenden Systems und die bei der Härtung auftretende Reaktionsenthalpie ΔH diskutiert.
Ziel dieser Untersuchungen war es, für die unterschiedlichen PUR-Blockweichschaumstoff-Arten optimale Verfahren und Zusammensetzungen zu finden und in Labor- bzw. kleintechnischen Versuchen zu erproben, um daraus geeignete Anwendungs- bzw. Einsatzmöglichkeiten in PUR sowie Formulierungen für neuartige Anwendungen direkt aus der Solvolyse zur Verfügung stellen zu können. Schließlich sollte durch diese angepassten Solvolysezusammensetzungen und die darauf optimierten Verfahrensbedingungen die Vorstufe des Einsatzes in industriellen Verfahren erreicht werden.
Die Herstellung von Polyurethanen (PUR) als einem der Massenkunststoffe, die in einer großen Vielfalt vor allem in hochwertigen Produkten eingesetzt werden, hat im Jahre 2004 die Grenze von 8 Mio. t/a deutlich überschritten und wird im Jahr 2005 nahe an die 9 Mio. t/a-Grenze herankommen. Gegenwärtig bereiten vor allem auf der einen Seite der Preisanstieg von bis zu 100% im Jahre 2004 und zum anderen große Mengen an Produktionsreststoffen bzw. Abfällen aus der Kreislaufwirtschaft Probleme. Diese erfordern neue Lösungen zu ihrer Verwertung, z. B. von Blockweichschaum-Produktionsabfällen, von Integralschaumstoffabfällen oder von rücknahmepflichtigen Konsumgütern, z. B. Elektronikschrott, elektrischen Haushaltsgeräten oder ab 2005 Altautomobilen. Im Rahmen von FuE-Vorhaben mit der regionalen Wirtschaft wurden an der Technischen Fachhochschule Wildau mehrere neue Lösungen erarbeitet, von denen hier die technische Lösung aus der Kombination von PUR-Hartschaumstoffabfällen aus der Kühlschrankdemontage bzw. von Verschnitten aus Produkten der Kfz.-Innenraumgestaltung und von Bindemitteln auf der Basis von PUR-Weichschaumstoffen dargestellt werden soll. Typische Abfälle von harten PUR entstehen während des Zuschnitts von glasfaserverstärkten Polyurethan-Hartschaumstoffen (PUR-HS), die z. B. als Himmel in Automobilen eingesetzt werden. Die Glasfasern im Schaum verhindern eine anderweitige Lösung der Wiederverwertung.
Presently, about 8 million metric tons of polyurethanes are produced in the world annually. During production of precursors, semi-finished products and final products about 5 to 10 % of this amount is waste, i. e. an amount of about half a million tons. To this add the products after their life cycle. This is a large source of material which should not be given to landfills or incinerators but be used as secondary materials for the production of new polyurethanes.
Poröse Sinterkeramikwerkstoffe mit unterschiedlichen Porenstrukturen werden heute in vielen Bereichen der Wirtschaft eingesetzt, z. B. als Trennmembranen, als Katalysatorträger, als Trägermaterialien in der Biotechnologie. Dabei sind zwei Arten von Sinterkeramiken zu unterscheiden: zum einen wabenförmige Sinterkeramiken und zum anderen schaumförmige Sinterkeramiken. Die wabenförmigen, oft als Strang hergestellten Sinterkeramiken, werden in immer größerem Maße als Trennmedien, z. B. in der Wasser- und Abluftreinigung, verwendet. Sie sollen hier jedoch nicht weiter betrachtet werden. Die schaumförmigen Sinterkeramiken mit unterschiedlich großer Zellgröße bzw. Zellgrößenverteilung werden als Träger oder als Hochtemperaturisolation eingesetzt. Sie werden nach zwei verschiedenen Technologien hergestellt: zum einen durch die Füllung der keramischen Massen mit organischem Material, das beim Brennprozess verdampft wird, und zum anderen durch Beschichten von Schaumstoffen mit Keramikschlämmen und deren Brennen, wobei während des Brennens das organische Schaummaterial verdampft wird.
