Immiscible Polymer Blends: Relationships between Processing Conditions, Morphology, and Mechanical Properties

Ziele dieser Forschungsarbeit sind (i) die Erzeugung verschiedener Mikrostrukturen in unverträglichen Polymermischungen aus Polyethylen (PE)/Polyamid (PA) und Polyethylen (PE)/Milchsäure (PLA) durch Extrusionstechnik, indem Temperaturprofil, Extrusionsgeschwindigkeit und Abzugsgeschwindigkeit variiert werden sowie (ii) die Analyse der Beziehung zwischen den sich einstellenden morphologischen Strukturen und den mechanischen Eigenschaften der Polymermischungen. Über ein zweipaariges Walzensystem wurde das Verstreckungsverhältnis gesteuert. Unmittelbar nach dem Extrusionsprozess wurden die erhaltenen Mischungen in einem Kaltwasserbad abgeschreckt um die Mikrostruktur einzufrieren. Durch die Variation der Verarbeitungsbedingungen stellten sich unterschiedliche Mikrostrukturen ein, darunter eine laminare, mikrokugelförmige, ko-kontinuierliche und fibrilläre Morphologie. Es wurde gezeigt, dass die resultierende Mikrostruktur die mechanischen Eigenschaften signifikant beeinflusst. Folglich kann das Eigenschaftsprofil der Polymermischung durch gezielte Variation der Mischungszusammensetzung und der Verarbeitungsparameter maßgeschneidert werden. Abschließend wurde erfolgreich versucht, die in Polymermischungen aus Neumaterialien eingestellte Morphologie in einer Polymermischung hergestellt aus Mehrschichtfolien zu replizieren. Diese Erkenntnis eröffnet neue Möglichkeiten für das Recycling von Multimaterialprodukten, die bisher mit herkömmlichen Methoden nicht recycelt werden konnten.