Effect of Graphite Nanoplate Morphology on the Dispersion and Physical Properties of Polycarbonate Based Composites

The influence of the morphology of industrial graphite nanoplate (GNP) materials on their dispersion in polycarbonate (PC) is studied. Three GNP morphology types were identified, namely lamellar, fragmented or compact structure. The dispersion evolution of all GNP types in PC is similar with varying melt temperature, screw speed, or mixing time during melt mixing. Increased shear stress reduces the size of GNP primary structures, whereby the GNP aspect ratio decreases. A significant GNP exfoliation to individual or few graphene layers could not be achieved under the selected melt mixing conditions. The resulting GNP macrodispersion depends on the individual GNP morphology, particle sizes and bulk density and is clearly reflected in the composite's electrical, thermal, mechanical, and gas barrier properties. Based on a comparison with carbon nanotubes (CNT) and carbon black (CB), CNT are recommended in regard to electrical conductivity, whereas, for thermal conductive or gas barrier application, GNP is preferred

Effect of Graphite Nanoplate Morphology on the Dispersion and Physical Properties of Polycarbonate Based Composites

The influence of the morphology of industrial graphite nanoplate (GNP) materials on their dispersion in polycarbonate (PC) is studied. Three GNP morphology types were identified, namely lamellar, fragmented or compact structure. The dispersion evolution of all GNP types in PC is similar with varying melt temperature, screw speed, or mixing time during melt mixing. Increased shear stress reduces the size of GNP primary structures, whereby the GNP aspect ratio decreases. A significant GNP exfoliation to individual or few graphene layers could not be achieved under the selected melt mixing conditions. The resulting GNP macrodispersion depends on the individual GNP morphology, particle sizes and bulk density and is clearly reflected in the composite's electrical, thermal, mechanical, and gas barrier properties. Based on a comparison with carbon nanotubes (CNT) and carbon black (CB), CNT are recommended in regard to electrical conductivity, whereas, for thermal conductive or gas barrier application, GNP is preferred

Physikalische Modellbildung für das Additive Sintern von Kunststoffmaterialien

Für eine Reihe technischer Prozesse der Kunststoffverarbeitung, wie das Selektive Lasersintern, das Rotationsformen oder die Pulverbeschichtung, ist die Koagulation geschmolzener Polymerpartikel ein wichtiger Prozessschritt. Diese Koagulation unterscheidet sich aufgrund der viskoelastischen Natur der Polymere von metallischem Sintern. Ein mikroskaliges Modell, das Viskoelastizität berücksichtigt, ist daher für das Verständnis grundlegender Wirkmechanismen erforderlich. Auf der Basis von Arbeiten von Frenkel sowie von Mackenzie und Shuttleworth wurde ein physikalisches Modell für die späte Phase des Sinterns, das durch die Minimierung der Oberflächenenergie angetriebene Kollabieren einer Gaspore modelliert und um Gasdiffusionseffekte erweitert wird. Viskoelastizität und Gasdiffusion beeinflussen die Prozessdynamik stark

Früherkennung von witterungsbedingten Lackschäden

Beschichtungen sind wechselnden Umwelteinflüssen ausgesetzt. Temperaturschwankungen, Sonnenstrahlung, Feuchte, chemische Substanzen und mechanische Belastungen wirken in Kombination und verändern die Materialeigenschaften. Für eine schnellere Rezepturentwicklung ist es deshalb erforderlich, Alterungs- und Versagensmechanismen besser zu verstehen, Schädigungen möglichst frühzeitig zu erkennen und damit die Dauer der Laborbewitterung zu verkürzen