Tribological and mechanical properties of lubricant filled microcapsules in thermoplastic composites

Polymeric materials with long lifetime and low frictional energy loss are frequently required for a broad range of applications. Microencapsulation of lubricating oils by in-situ polymerization (melamine-formaldehyde) and interfacial polymerization (polyurethane/polyurea) was used to obtain free-flowing powders, which can be used as additive for thermoplastic materials resulting in microcapsule-containing self-lubricating composites. The specific functionality of such composites is achieved via portioned and localised release of the lubricant in the areas of the interface, which experiences the highest degrees of stress and wear due to the friction. Friction-triggered on-demand release of the lubricating oil results in materials with higher wear resistance and potentially leading to new products with prolonged lifetime. In this study, different ratios of microcapsules were added in polyoxymethylene (POM) and polybutylterephthalat (PBT) matrices by using laboratory scale twin-screw extruder resulting in self-lubricating composite materials. The effect of such modification on the tribological and mechanical properties of the thermoplastic composites were investigated. Rotational ball on disc tests were used to investigate the wear loss and coefficient of friction for the composites with varied microcapsule concentrations. Tensile tests revealed decreased mechanical stability for the composites with higher microcapsule content regardless of microcapsule wall material composition. Addition of 5 wt.- % of encapsulated lubricant oil led to the substantial decrease of the frictional and wear coefficients. Further increase of encapsulated lubricant oil content to 10 wt.-% had a major decreasing impact on the mechanical properties, whilst the effect on the tribological performance was rather small

Cellular Recognition of Trimyristoylated Peptide or Enterobacterial Lipopolysaccharide via Both TLR2 and TLR4

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Numerical Simulation of Wood-Polymer Composites Extrusion

The combination of fillers and polymers is used to influence the mechanical, optical and processing properties of the base material and is finding more and more applications. The addition of wood to polymers results in wood-polymer composites (WPC), whereby the wood content can be up to 80 wt. %. This composite is mainly processed to deckings by means of extrusion. The extrusion die is an essential part of the processing procedure, which determines both process parameters and the final product. A special feature of WPC extrusion dies is cooling plate, which leads to partial solidification of the melt before leaving the die. This solidification is necessary to ensure dimensionally stable extrusion without strand breakage. For the design of WPC extrusion dies, numerical simulations are increasingly used in addition to empirical data, whereby OpenFOAM is used in the present investigations. Based on rheological measurements, both the shear thinning flow behavior and the temperature dependence of the viscosity are modeled. The partial solidification of the melt at the cooling plate before the outlet is modeled in a single-phase over a step in viscosity. In addition, the solidified melt slips on the cooling wall, which is also taken into account in the model. In the parallel zone, there is a pure shear flow, while in the transition elements such as the flange to the extruder or at the mandrel, uniand biaxial extension components are dominant due to the crosssectional changes. High-density polyethylen (HDPE) with wood flour exibits a shear thinning and extensional thickening behavior, so that different models are necessary for description. To calculate the stresses, interpolation is performed between the different models with respect to the invariants according to B¨ohme [1], depending on the type of flow present. To validate the numerical simulations, an extrusion die for a square hollow profile with pressure and temperature sensors along the flow direction is subject to experimental measurements. The aim of the numerical simulations is to investigate the flow in more detail and to give optimization hints

Immature and Maturation-Resistant Human Dendritic Cells Generated from Bone Marrow Require Two Stimulations to Induce T Cell Anergy In Vitro

Immature dendritic cells (DC) represent potential clinical tools for tolerogenic cellular immunotherapy in both transplantation and autoimmunity. A major drawback in vivo is their potential to mature during infections or inflammation, which would convert their tolerogenicity into immunogenicity. The generation of immature DC from human bone marrow (BM) by low doses of GM-CSF (lowGM) in the absence of IL-4 under GMP conditions create DC resistant to maturation, detected by surface marker expression and primary stimulation by allogeneic T cells. This resistence could not be observed for BM-derived DC generated with high doses of GM-CSF plus IL-4 (highGM/4), although both DC types induced primary allogeneic T cell anergy in vitro. The estabishment of the anergic state requires two subsequent stimulations by immature DC. Anergy induction was more profound with lowGM-DC due to their maturation resistance. Together, we show the generation of immature, maturation-resistant lowGM-DC for potential clinical use in transplant rejection and propose a two-step-model of T cell anergy induction by immature DC

Terahertz Spectroscopy: System Development and Employment in Polymer Analysis

Die zeitaufgelöste Terahertz-Spektroskopie erzielte in den letzten 20 Jahren erhebliche Entwicklungsfortschritte. Aber auch davor haben bereits Untersuchungen der dielektrischen Eigenschaften in diesem Spektralbereich mit herkömmlichen Spektrometern unter anderen Termini stattgefunden. Viele Anwendungsfelder der Terahertz-Zeitbereichsspektroskopie sind noch unzureichend erforscht, weshalb in dieser Arbeit der Einsatz in der Polymeranalytik und primär an Polyamiden näher untersucht wird. Außerdem weist die Terahertz-Systemtechnik für kohärente Messungen noch erhebliche Verbesserungspotenziale auf. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher das neue Verfahren Optical Sampling by Laser Cavity Tuning (OSCAT) entwickelt. Es ermöglicht auf elegante Weise eine variable Zeitverzögerung von Pulsfolgen, wie sie in Terahertz-Zeitbereichsspektrometern erforderlich ist. Dabei wird die Möglichkeit veränderbarer Repetitionsrate bei Ultrakurzpulslasern genutzt. Die Vorteile des OSCAT-Verfahrens, wie z. B. Skalierbarkeit, Robustheit, großer Messbereich und Messgeschwindigkeit, sowie die Funktion werden in dieser Arbeit sowohl theoretisch als auch experimentell vorgestellt und diskutiert. Erste Terahertz-Messungen an polymeren Schmelzen demonstrieren potenzielle Anwendungsgebiete für Terahertz-Spektrometer. Der Rezepturanteil und Zerstörungsgrad eingebrachter Füllstoffe kann sehr gut über den Brechungsindex bestimmt werden. Die Ergebnisse zeigen außerdem ein stark temperaturabhängiges Verhalten polarer und unpolarer Polymere. Neben der Auswirkung der temperaturinduzierten Dichteänderung auf den Brechungsindex konnte insbesondere bei Polyamiden ein starker Anstieg der Absorption mit zunehmender Temperatur nachgewiesen werden. Deshalb wurden die Absolutwerte des Brechungsindex und Absorptionskoeffizienten im niederfrequenten Terahertz-Spektralbereich tiefergehend untersucht. Es zeigte sich, dass der Brechungsindex polarer Polymere aus einem polaren und unpolaren Anteil besteht. Der unpolare Anteil wird primär durch die Material- bzw. Amidgruppendichte bestimmt. Der polare Anteil wird durch das inter- und intramolekulare Schwingungsverhalten bzw. dessen resultierenden Absorptionsbanden beeinflusst. Diese Schwingungsmoden wurden daher mittels breitbandiger Spektroskopie in abgeschwächter Totalreflexion (ATR) an unterschiedlichen Polyamiden aufgenommen. Simulationsrechnungen mit Lorentz-Oszillatoren zeigen, wie bedeutsam eine kritische Diskussion absoluter Absorptionswerte aus solchen ATR-Messungen ist. Die ermittelten Ursachen sind Änderungen des Brechungsindex der Probe infolge von Temperaturänderung sowie Dispersion durch Schwingungsmoden – auch weit abseits des Bandenmaximums. Die gemessenen Schwingungsmoden wurden anhand quantenmechanischer ab-inito Berechnungen der Molekülketten und -cluster analysiert und mit Literaturangaben abgeglichen. Verschiedene Schwingungen konnten hierbei im Terahertz-Spektralbereich bei unterschiedlichen {\alpha}- und {\gamma}-Polyamiden ausgemacht werden. Sie erweisen sich als sehr komplex und erstrecken sich meist über die gesamte Molekülkette. Schwingungen einzelner Atome oder Gruppen sind meist mit umfangreichen Ausgleichsbewegungen des Molekülrückgrats gekoppelt. Insbesondere phononenartige Schwingungen konnten hierbei im Vergleich zu bisherigen Publikationen sehr präzise beschrieben werden.Terahertz spectroscopy has achieved considerable progress over the past 20 years, although prior investigations of the dielectric properties have already taken place with conventional spectrometers under other terms in this spectral regime. Many fields of application or terahertz time-domain spectroscopy are still insufficiently investigated. Therefore, here the use in polymer analysis and primarily on polyamides is examined in detail. In addition, terahertz system technology with coherent detection still has considerable potential for improvements. Therefore, the new method Optical Sampling by Laser Cavity Tuning (OSCAT) was developed within this work. It allows a smart variable time delay of pulse sequences as required in terahertz time-domain spectroscopy. The possibility of tunable repetition rates in ultra-short pulsed lasers is used. The advantages of the OSCAT method, such as scalability, robustness, large measuring range and measuring speed as well as the function, are presented and discussed in this work both theoretically and experimentally. First terahertz measurements on polymer melts demonstrate potential applications for terahertz spectrometers. The recipe content and degree of destruction of fillers can be determined very well by the refractive index. The results also show a strong temperature-dependent behavior of polar and nonpolar polymers. In addition to the effect of the temperature-induced density change on the refractive index, a strong increase in the absorption with increasing temperature could be detected, especially on polyamides. Hence, the absolute values of refractive index and absorption coefficient in the low-frequency terahertz spectral range were investigated in more detail. It appears that the refractive index of polar polymers consists of a polar and non-polar part. The non-polar part is primarily determined by the material and amide group density, respectively. The polar part is influenced by inter- and intramolecular oscillations and its resulting absorption bands. Broadband spectroscopy in attenuated total reflection arrangement (ATR) allowed the resolution of these oscillation modes on different polyamides. Simulation calculations with Lorentz oscillators show the importance of a critical discussion of absolute absorption values from such ATR measurements due to changes in refractive index of the sample as a result of temperature changes as well as dispersion by means of oscillation modes – even far away from the band maximum. The measured vibrational modes were analyzed by quantum mechanical ab-initio calculations of molecular chains or clusters and compared with literature data. Various oscillations were identified in the terahertz spectral range for different {\alpha}- and {\gamma}-polyamides. They are found to be very complex and extend over the entire molecular chain. Vibrations of individual atoms or groups are usually coupled with extensive compensatory motions of the molecule backbone. In particular, phonon-like vibrations could be described very precisely in comparison to previous publications.Die Terahertz-Technologie erschließt permanent neue Forschungsbereiche und wird auch vermehrt im kommerziellen Bereich eingesetzt. Diese Entwicklung wird in eigenen Analysen dargestellt. Als Kernaspekte dieses Buchs werden technologische Verbesserungen für gepulste Terahertz-Systeme und der spektroskopische Einsatz für die Polymeranalytik vorgestellt. Einen besonderen Stellenwert nehmen dabei Untersuchungen an Polymermischungen im Schmelzezustand während der Prozessierung ein. Bemerkenswert ist hierbei das temperaturabhängige Verhalten von verschiedensten Polyamiden. Die Änderung der optischen und spektroskopischen Eigenschaften und die Einflussfaktoren werden tiefergehend betrachtet. Dabei werden verschiedene klassische und neuere Experimentalmethoden, Modellierungen und quantenchemische Simulationsmethoden eingesetzt, um insbesondere die intermolekularen Wechselwirkungen aufzuklären

Politische Literatur und unpolitische Kunst

Im Fokus stehen zwei Verlagsarchive, die in der Universitätsbibliothek Leipzig bewahrt, erschlossen und erforscht werden. Die Doppelausstellung feiert damit zugleich 100 Jahre Karl Quarch Verlag und 50 Jahre März Verlag. Beide Verlage haben mit ihren künstlerischen und literarischen Produktionen in die Gesellschaften des geteilten Deutschlands hineingewirkt. Während der März Verlag sich auf politische und Underground-Literatur spezialisierte und zu einem wichtigen Protagonisten der gesellschaftlichen Emanzipationsbestrebungen der späten 1960er und der 1970er Jahre in der Bundesrepublik avancierte, ging es dem in Leipzig beheimateten Karl Quarch Verlag um die Vermittlung von Kunst in breite Bevölkerungsschichten ohne jede politische Absicht. Ob nun Kunst oder Politik, beide Verlage hatten ihren Platz in der Buchgeschichte des jeweiligen Deutschlands. Die Ausstellung zeigt Verlagsprodukte und deren Vorstufen: Zeugnisse der Kunstfertigkeit und auch der politischen Bedeutung, mit denen die Bücher aufgeladen werden können