Composites

Die Gruppe Polymer Composites befasst sich mit Fragestellungen zu unverstärkten und faserverstärkten Kunststoffen / Polymeren (Composite), Sandwichmaterialien und Elastomeren. Mit dem Schwerpunkt thermisches und mechanisches Verhalten reichen diese von Materialien über Bauteile bis hin zum Verhalten von Strukturen.

Diese Aktivitäten umfassen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für und mit der Industrie sowie Dienstleistungen (Services), Untersuchung von Schadenfällen, Beratung, Knowhow Transfer und Modellierung.

Aktuelle Schwerpunkte unserer Forschungstätigkeiten
  • Modifikation von Fasern (Kohlenstoff, Glas) durch Oberflächenbehandlung mit Nanopartikeln und Kohlenstoff-Nano-Röhrchen (CNT)
  • Interaktionsmechanismen und Lastübertragung bei der Modifikation von Epoxy Matrix durch Nanopartikel
  • Neue Methoden zur Vorspannung von hochfestem, selbstverdichtendem Beton
  • Zerstörungsfreie Detektion von Schädigung mittels Schallemission (AT-3 Zertifikats der DPZ / DGZfP)
  • Bruchmechanik und Ermüdungsverhalten von Compositen
  • Langzeitverhalten von Composite Bauteilen
Entwicklungsprojekte über folgende Themen wurden und werden bearbeitet
  • Verbesserung der Verankerung von CFK-Drähten für Vorspannbeton
  • Materialentwicklung für GFK Isolatoren
  • Bodenverstärkungsplatten aus GFK für temporäre Strassen und Events
  • Entwicklung von Composite Federn
Unsere Schwerpunkte in der Charakterisierung für F+E Tätigkeiten sowie Dienstleistung sind
  • thermisches und mechanisches Verhalten unter Zug, Druck, Biegung, Scherung, Torsion
  • standardisierte Tests sowie spezifische Aufbauten und Tests nach Kundenanforderungen
  • Langzeitverhalten (Kriechen / Relaxation / Ermüdung)
  • Dynamisches Verhalten wie Impact und Hagelschlag (Gebäudehülle, inkl. Prüfungen nach VKF)
  • Alterung (Temperatur, Medien, UV, Ozon)
  • Materialcharakterisierung für FEM Simulationen
  • Mikroschliffe und Bruchflächenanalysen
Spezifische Infrastruktur der Gruppe Polymer Composites

Die wichtigsten Elemente unserer Infrastruktur für Charakterisierung sind hier aufgelistet:

  • Klimakammer -70°/-40°C bis +180°C und Feuchte bis 95% (z.Z. defekt)
  • Prüfkammer -145°C bis +250°C für Universalprüfmaschinen
  • Universalprüfmaschinen von 1 N bis 1‘000 kN (Zug-Druck) und 10 Nm bis 20‘000Nm (Torsion) mit sehr vielen speziellen Prüfvorrichtungen
  • Thermo-Mechanische Spektrometrie: Dynamisch-Mechanisch Thermischer Analysator (DMTA) bis 500N unter Zug/Druck/Biegung, von -150°C bis +300°C und 0.01 bis 100 Hz
  • Hagelschlag Simulation: Durchmesser 10 mm bis 80 mm und Geschwindigkeiten im Bereich von 5 m/s bis 50 m/s (sogar bis 200 m/s bei 15mm Durchmesser)
  • Rheometer (Platte/Platte und Platte/Kegel) von –40°C bis +200°C
  • Dielektrische Spektrometrie von –150°C bis +200°C
  • Schallemissions-Analyse (24 Kanäle und diverse Sensortypen)
  • Fractovis Durchschlag / instrumentiertes Fallbolzen-Gerät von –40°C bis +80°C und bis 20 m/s und 6/16 kN und 1000J
  • Spannfeld für freie Prüfaufbauten
  • Wärmeausdehnungskoeffizient von Kunststoff-Bahnen nach SIA 280 (-35°C bis +80°C)

 

Folgende Infrastruktur steht für Processing zu Verfügung
  • Hochgeschwindigkeit-Scher Mixer (HSSM) unter Vakuum und mit Kühlung/Heizung
  • Walzwerk (three roll mill)
  • Vakuuminjektion (VARI)
  • Resin Transfer Molding (RTM) bis 5 bar
  • Heizpressen bis 200°C / 300°C
  • Öfen bis 300°C
Über andere Abteilungen haben wir Zugang u. A. zu folgender Analytik
  • DSC
  • TGA
  • Mikroskopie (Optisch, SEM, TEM, AFM…)
  • Raman Spektrometrie
  • FTIR Spektrometrie
  • XPS
  • Hochgeschwindigkeit Video Kamera
  • Zerstörungsfreie Prüfungen (ZfP): Ultraschall, Thermographie, Röntgen Methoden