Wissenschafts- und Technologietransfer

Polymerchemie

Das Labor bietet zahlreiche M?glichkeiten für Versuche aus dem Bereich der organischen Chemie und der Polymerchemie. Dazu geh?ren nasschemische Methoden zur Charakterisierung von Polymeren, Durchführung von Trocknungsprozessen, Reinigen und Destillieren von chemischen Produkten, Umkristallisationen, Zentrifugationen, Bestimmung von Molmassen, L?slichkeitsversuche, Vernetzungsgradbestimmungen, Quellversuche, Polymersynthesen... 

Thermische Analytik

Die Thermische Analyse beinhaltet verschiedene Prüfverfahren, mit denen allgemein physikalische oder chemische Eigenschaften einer Substanz als Funktion der Temperatur, Frequenz, Weg oder der Zeit ermittelt werden k?nnen. Die Ger?te der Thermischen Analytik sind modular aufgebaut. Die Messwertaufnahme und Auswertung erfolgt mit der umfangreichen STAR^e -Software sowie mit der OMNIC^e -Software.

• Flash Dynamische Differenzkalorimetrie (Flash DSC 1)
• Differential Scanning Calorimetrie (DSC)
• Photo DSC
• Mikrowaage.

Die Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) ist die h?ufigste Methode der thermischen Analyse mit der allgemein physikalische oder chemische Eigenschaften als Funktion der Temperatur oder der Zeit gemessen werden. Das Me?prinzip entspricht der dynamischen W?rmestromdifferenzkalorimetrie. Die DSC arbeitet im Temperaturbereich von -150°C bis 500°C und erm?glicht die Bestimmung wichtiger Kenngr??en von Polymeren, wie Schmelztemperatur und -enthalpien, Kristallinit?t, Glasumwandlungstemperatur, thermische Stabilit?t. Das DSC-Modul kann zudem um eine Einheit für Photo-DSC Messungen erweitert werden.
Temperaturmodulierte Methoden (ADSC) werden h?ufig zur Trennung von überlappenden thermischen Ereignissen eingesetzt. ?berlagerte Effekte k?nnen so durch die moderne TOPEM?-Technologie – der hoch entwickelten, patentierten Multifrequenz-TMDSC-Technik – getrennt werden.

• Dynamic Mechanical Analyzer (DMA)

Mit der DMA k?nnen mechanische Eigenschaften qualitativ und quantitativ in Abh?ngigkeit von der Temperatur (-150°C und 500°C), der Zeit und einer Frequenz im Bereich von 1mHz bis 1kHz sowie bei einer aufgebrachten, oszillierenden Probenbelastung im Kraftbereich von 1mN bis 40N bestimmt werden. Die Kenntnis des viskoelastistischen Verhaltens in einem gro?en Frequenz- und Temperaturbereich erm?glicht sowohl Aussagen über die anwendungsrelevanten mechanischen Eigenschaften als auch über molekulare Bewegungen und Strukturen. Der Anwendungsbereich umfasst die Charakterisierung von Materialeigenschaften, die Analyse von Materialversagen, die Bestimmung des Elastizit?ts-Modul, des D?mpfungsverhalten, des Flie?- und Relaxationsverhalten etc.
Die DMA kann aufgrund der vielf?ltigen Messsysteme (Scherung, Zug, 3-Punkt-Biegung) bei der Untersuchung von festen Materialien und hoch- bis mittelviskosen Flüssigkeiten eingesetzt werden.  

• Thermogravimetric Analyzer (TGA/SDTA) mit
• Fourier Transform Infrarot Spektroskopie Kopplung (TGA-FTIR)

Mittels Thermogravimetrie k?nnen mit Hilfe der Gewichtskurve quantitative Aussagen zur Zusammensetzung, zur thermischen Stabilit?t, sowie von physikalischen und chemischen Materialeigenschaften unter genau kontrollierten atmosph?rischen Bedingungen von verschiedenartigsten Materialien von Raumtemperatur bis 1500 °C gemacht werden. Die Kopplung von TGA mit FTIR erm?glicht die Analyse der gasf?rmigen Zersetzungsprodukte.zur Verfügung.

Infrarotspektroskopie

Im Labor stehen zwei Ger?te der Firma ThermoFisher zur Verfügung. Das iS20 ist ein Basisger?t zur Messung aller Standardexperimente, wie Transmission und Reflexion (ATR / Attenuated total Reflexion). Es zeichnet sich aufgrund des Dynamischen Alignments und Pinpositionierter Optiken durch eine hohe Langzeitstabilit?t, sowie eine geringe Anf?lligkeit gegen Temperaturschwankungen und Vibrationen aus. Das System erkennt das Zubeh?r beim Einsetzen automatisch und legt sofort alle wichtigen Me?parameter selbst?ndig fest und wird somit überwiegend im Laborpraktikum eingesetzt. Das zweite Ger?t (Nicolet 5700) ist gekoppelt mit der TGA  und dient der Untersuchung der flüchtigen gasf?rmigen Bestandteile aus TGA Messungen. Mit Hilfe der Software lassen sich ?berlagerte Spektren differenzieren und getrennt nach Komponenten auswerten.

Molmassenbestimmung

Die Gr??enausschlusschromatografie (SEC - Size Exclusion Chromatography), die auch als Gelpermeationschromatografie (GPC) bezeichnet wird, ist eine spezielle Form der fest-flüssig-Durchflusschromatografie. Kenngr??en, wie die mittlere Molmasse, die Molmassenverteilung (MMV) und die Uneinheitlichkeit (U) einer Polymerprobe k?nnen ermittelt werden. Die S?ule der Anlage (10exp5A, 5?m) kann temperiert werden. Als mobile Phase dient Tetrahydrofuran (THF). Vorhandene Detektoren sind ein RI-Detektor und ein UV-Detektor. Im Labor steht eine GPC Anlage der Firma Knauer zur Verfügung.

Kontaktwinkelmessungen

Dynamische sowie statische Bestimmungen von Kontaktwinkel und Oberfl?chenenergie von Festk?rpern, sowie Messung der Oberf?chenspannung und Grenzfl?chenspannung von Flüssigkeiten sind mit dem Kontaktwinkelmesssystem OCA 20 der Firma DataPhysics m?glich. Die Anwendungsbreite des Tropfenkonturanalyse-Systems reicht von zu untersuchenden Flüssigkeiten, behandelten Polymer- und Folienoberfl?chen über Papier, Textilien, Wafern bis zu Flüssigpolymeren.
Pendant Drop Methode: Geeignet für Grenz- und Oberfl?chenspannungsmessungen von Flüssigkeiten mit Hilfe einer optischen Erfassung der Tropfengeometrie.
Sessile Drop Methode: Optische Kontaktwinkelmessung zur Bestimmung des punktuellen Benetzungsverhaltens an Festk?rperoberfl?chen. Ein Dreh- und Neigetisch erlaubt die Untersuchung von geneigten Oberfl?chen und das Abrollverhalten von Flüssigkeiten.

Wasserbstimmung nach Karl- Fischer

Die Karl-Fischer-Titration ist eine Methode zur Bestimmung des Wassergehaltes in technischen Produkten, Lebensmitteln, chemischen Substanzen etc. (Karl Fischer, deutscher Erd?lchemiker, 1901-1958). Im Labor steht eine Analysenstation zur volumetrischen bzw. coulometrischen Wassergehaltsbestimmung nach Karl Fischer der Firma METTLER TOLEDO zur Verfügung. Die coulometrische Analysenstation verfügt au?erdem über einen Trockenofen (regelbar bis 300°C) für Probenmaterial, welches nicht aufzul?sen ist, und so der Zelle nicht direkt zugegeben werden kann. Unter Einbezug der Probenmasse wird das Analysenergebnis automatisch berechnet.

Die kooperative Betreuung, auch zusammen mit der Industrie und der st?ndige Austausch mit unseren Studierenden haben zu erfolgreichen Abschlüssen von Bachelorarbeiten, Masterarbeiten und Studienarbeiten sowie interdisziplin?re Projekten geführt.

• 2019 Masterarbeit Kevin Kensbock, Entwicklung von Polyurethanen auf Basis nachhaltiger Rohstoffquellen für Anwendungen im Kfz-Innenraum, Continental AG Hannover Surface Solutions
• 2019 Masterarbeit Viktor Plascher, Untersuchungen zur photochemischen Vernetzung von Naturkautschuk-Latex, 凤凰体育 Osnabrück
• 2019 Bachelorarbeit Ahamad Rahimi, Untersuchungen zur Photopolymerisation von ausgew?hlten Monomer/Initiator Systemen für Anwendungen im Dentalbereich, Hochchule Osnabrück
• 2019 Bachelorarbeit Katrin Gumpert, Additive Fertigung von dentalen ORMOCER?-basierten Nanohybridkompositen mit hochwertigem Gesamteigenschaftsprofil, Fraunhofer ISC Würzburg
• 2020 Bachelorarbeit Nina Gehrking, Untersuchungen zu 3D-gedruckten Kunststoffen für die dentale Anwendung