Einfluss der Verarbeitungstechnologie und Werkstoffzusammensetzung auf die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von thermoplastischen Nanoverbundwerkstoffen

Die Einarbeitung von nanoskaligen Füllstoffen zur Steigerung von polymeren Eigenschaftsprofilen ist sehr viel versprechend und stößt daher heutzutage sowohl in der Forschung als auch in der Industrie auf großes Interesse. Bedingt durch ausgeprägte Oberflächen und hohe Anziehungskräfte, liegen Nanopartikel allerdings nicht singulär sondern als Partikelanhäufungen, so genannten Agglomeraten oder Aggregaten, vor. Zur Erzielung der gewünschten Materialverbesserungen gilt es, diese aufzuspalten und homogen in der polymeren Matrix zu verteilen. Bei thermoplastischen Kunststoffen ist die gleichläufige Doppelschneckenextrusion eines der gängigsten Verfahren zur Einarbeitung von Additiven und Füllstoffen. Aus diesem Grund war es Ziel dieser Arbeit, mittels dieses Verfahrens verbesserte Verbundwerkstoffe mit Polyamid 66- und Polyetheretherketon-Matrix, durch Einarbeitung von nanoskaligem Titandioxid (15 und 300 nm), zu generieren. In einem ersten Schritt wurden die verfahrenstechnischen Parameter, wie Drehzahl und Durchsatz, sowie die Prozessführung und damit deren Einfluss auf die Materialeigenschaften beleuchtet. Der spezifische Energieeintrag ist ausschlaggebend zur Deagglomeration der Nanopartikel. Dieser zeigte leichte Abhängigkeiten von der Drehzahl und dem Durchsatz und verursachte bei der Einarbeitung der Partikel keine wesentlichen Unterschiede in der Aufspaltung der Partikel sowie gar keine in den resultierenden mechanischen Eigenschaften. Die Prozessführung wurde unterteilt in Mehrfach- und Einfachextrusion. Die Herstellung eines hochgefüllten Masterbatches, dessen mehrfaches Extrudieren und anschließendes Verdünnen, führte zu einer sehr guten Deagglomeration und stark verbesserten Materialeigenschaften. Mittels Simulation des Extrusionsprozesses konnte festgestellt werden, dass das Vorhandensein von ungeschmolzenem Granulat in der Verfahrenszone zu einer Schmelze/Nanopartikel/ Feststoffreibung führt, die die Ursache für eine sehr gute Aufspaltung der Partikel zu sein scheint. Durch Modifikation des Extrusionsprozesses erreichte die Einfachextrusion annähernd den Grad an Deagglomeration bei Mehrfachextrusion, wobei die Materialien bei letzterem Verfahren die besten Eigenschaftsprofile aufwiesen. In einem zweiten Schritt wurde ein Vergleich der Einflüsse von unterschiedlichen Partikelgrößen und –gehalten auf die polymeren Matrizes vollzogen. Die 15 nm Partikel zeigten signifikant bessere mechanische Ergebnisse auf als die 300 nm Partikel, und die Wirkungsweise des 15 nm Partikels auf Polyetheretherketon war stärker als auf Polyamid 66. Es konnten Steigerungen in Steifigkeit, Festigkeit und Zähigkeit erzielt werden. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen bestätigten diese Ergebnisse. Eine Berechnung der Plan-Selbstkosten von einem Kilogramm PEEK-Nanoverbundwerkstoff im Vergleich zu einem Kilogramm unverstärktem PEEK verdeutlichte, dass ein Material kreiert wurde, welches deutlich verbesserte Eigenschaften bei gleichem Preis aufweist. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit ein tieferes Verständnis des Extrusionsvorganges zur Herstellung von kostengünstigen und verbesserten Thermoplasten durch das Einbringen von Nanopartikeln gewonnen werden

The comparisons of different obesity indices in predicting hypertension risk.

<p>The comparisons of different obesity indices in predicting hypertension risk.</p

OR (95%CI) of LAP on risk of hypertension by logistic regression mode.

<p>OR (95%CI) of LAP on risk of hypertension by logistic regression mode.</p

The comparisons of cardiovascular risk factors according to the quartiles of LAP.

<p>The comparisons of cardiovascular risk factors according to the quartiles of LAP.</p

Interactions between LAP and family history of hypertension and smoking on risk of hypertension.

<p>Interactions between LAP and family history of hypertension and smoking on risk of hypertension.</p

The ROC curve of different obesity indices for prediction of hypertension in males.

<p>The ROC curve of different obesity indices for prediction of hypertension in males.</p

Highly Corrosion Resistant and Sandwich-like Si₃N₄/Cr-CrN_<i>x</i>/Si₃N₄ Coatings Used for Solar Selective Absorbing Applications

Highly corrosion resistant, layer-by-layer nanostructured Si₃N₄/Cr-CrN_<i>x</i>/Si₃N₄ coatings were deposited on aluminum substrate by DC/RF magnetron sputtering. Corrosion resistance experiments were performed in 0.5, 1.0, 3.0, and 5.0 wt % NaCl salt spray at 35 °C for 168 h. Properties of the coatings were comprehensively investigated in terms of optical property, surface morphology, microstructure, elemental valence state, element distribution, and potentiodynamic polarization. UV–vis–near-IR spectrophotometer and FTIR measurements show that the change process in optical properties of Si₃N₄/Cr-CrN_<i>x</i>/Si₃N₄/Al coatings can be divided into three stages: a rapid active degradation stage, a steady passivation stage, and a transpassivation degradation stage. With the increase in the concentration of NaCl salt spray, solar absorptance and thermal emittance experienced a slight degradation. SEM images reveal that there is an increase in surface defects, such as microcracks and holes and -cracks. XRD and TEM measurements indicate that the phase structure changed partially and the content of CrO_<i>x</i> and Al₂O₃ has increased. Auger electron spectroscopy shows that the elements of Cr, N, and O have undergone a minor diffusion. Electrochemical polarization curves show that the as-deposited Si₃N₄/Cr-CrN_<i>x</i>/Si₃N₄/Al coatings have excellent corrosion resistance of 3633.858 kΩ, while after corroding in 5.0 wt % NaCl salt spray for 168 h the corrosion resistance dropped to 13.759 kΩ. However, these coatings still have an outstanding performance of high solar absorptance of 0.924 and low thermal emittance of 0.090 after corroding in 3.0 wt % NaCl salt spray for 120 h. Thus, the Si₃N₄/Cr-CrN_<i>x</i>/Si₃N₄/Al coating is a good choice for solar absorber coatings applied in the high-saline environment

Additional file 4: of Coordinated regulation of acid resistance in Escherichia coli

Peaks called for NtrC. (XLSX 11.1 kb

Additional file 1: of Coordinated regulation of acid resistance in Escherichia coli

Supplementary text and materials of additional information presented in the paper. (DOCX 1478 kb