670 Industrielle und handwerkliche Fertigung
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Functionalised particles are highly requested in materials research, as they can be used as vital components in many advanced applications such as smart materials, functional coatings, drug carrier systems or adsorption materials. In this study, furan-functionalised melamine-formaldehyde (MF) particles were successfully prepared for the first time using an organic sol-gel process. Commercially available 2-Aminomethylfuran (AMF) and 2-Aminomethyl-5-methylfuran (AMMF) were used as modifying agents. In the isolated polymer particles, a melamine (M) to modifying agent ratio of M:AMF mol/mol 2.04:1 and M:AMMF ratio of mol/mol 1.25:1 was used. The obtained particles were isolated in various centrifugation and re-dispersion cycles and analysed using ATR-FT-IR, Raman and solid state 13C NMR spectroscopy, TGA, SEM and DSC measurements. Upon functionalisation the size of the MF particles increased (MF 1.59 µm, 27% CV (coefficient of variation); MF-AMF 2.56 µm, 25% CV; MF-AMMF 2.20 µm, 35% CV). DSC measurements showed that another type of exothermic residual reactivity besides condensation-based curing takes place with the furan-modified particles that is not related to the liberation of volatile compounds. The newly obtained particles are able to undergo Diels-Alder reactions with maleimide groups. The characteristic IR and Raman absorbance bands of the reaction products after the particles were reacted with 4,4′-Diphenylmethanebismaleimide reagent confirm the formation of a Diels-Alder adduct.
Impact of phenolic resin preparation on its properties and its penetration behavior in Kraft paper
(2018)
The core of decorative laminates is generally made of stacked Kraft paper sheets impregnated with a phenolic resin. As the impregnation process in industry is relatively fast, new methods need to be developed to characterize it for different paper-resin systems. Several phenolic resins were synthesized with the same Phenol:Formaldehyde ratio of 1:1.8 and characterized by Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR) as well as Size-Exclusion Chromatography (SEC). In addition, their viscosities and surface tensions when diluted in methanol to 45% of solid content were measured. The capacity of each resin to penetrate a Kraft paper sheet was characterized using a new method, which measures the conductivities induced by the liquid resin crossing the paper substrate. With this method, crossing times could be measured with a good accuracy. Surprisingly, the results showed that the penetration time of the resin samples is not correlated to the viscosity values, but rather to the surface tension characteristics and the chemical characteristics of paper. Furthermore, some resins had a higher swelling effect on the fibers that delayed the crossing of the liquid through the paper.
Ein wesentliches Ziel der unter dem Schlagwort Industrie 4.0 gebündelten neuen Entwicklungen ist die Vernetzung intelligenter Komponenten in industriellen Anlagen, um Prozesse transparenter und effizienter zu gestalten. Ein weiteres Ziel ist das Condition Monitoring, d.h. die Überwachung des Zustands der Komponenten während der Laufzeit und die Abschätzung der Restlebensdauer, damit die gesamte Lebensdauer der Komponente ausgenutzt und Wartungsintervalle besser geplant werden können. Die Bewertung des Komponentenzustands erfolgt anhand von Messgrößen, die entweder durch zusätzlich in den Prozess eingebrachte Sensoren erfasst werden oder durch Prozessdaten, die in den Regel- und Steuereinrichtungen verfügbar sind. Diese Messdaten werden ausgewertet und das Ergebnis wird dem Anwender angezeigt.
Der vorliegende Beitrag gibt einen kurzen Überblick über verwendete Messgrößen sowie verwendete Auswerteverfahren. Darüber hinaus wird ein Verfahren erläutert, das die Schwierigkeiten bei der Beurteilung der üblicherweise verwendeten Frequenzspektren vermeidet.
Das vorliegende Buch ist als eine zusammenfassende Bearbeitung der über viele Jahre gesammelten Erkenntnisse im Bereich der Schussfadenzugkraftmessung entstanden. Für die Schusseintragstechniken mit Greifern, Projektilen und Luftstrahl ist es gelungen, Formeln zur Berechnung der Schussfadenzugkräfte zu erarbeiten, die es auch dem Weberei-Praktiker ermöglichen, die maximalen Schussfadenzugkräfte mit guter Genauigkeit voraus zu berechnen. Ausgehend von diesen Ergebnissen kann über einen Vergleich mit dem Schwachstellenniveau des Schussgarns die Entscheidung über die Einsatzfähigkeit des Schussgarns auf der vorgesehenen Webmaschine oder über die Einsatzfähigkeit der vorgesehenen Webmaschine selbst bei der gewünschten Drehzahl herbeigeführt werden.
Soft thermoplastic polysiloxane-urea-elastomers (PSUs) were prepared for the application as a biomaterial to replace the human natural lens after cataract surgery. PSUs were synthesized from amino-terminated polydimethylsiloxanes (PDMS), 4,4′-Methylenebis(cyclohexylisocyanate) (H12MDI) and 1,3–Bis(3-aminopropyl)-1,1,3,3–tetramethyldisiloxane (APTMDS) by a two-step polyaddition route. Such a material has to be highly transparent and must exhibit a low Young’s Modulus and excellent dimensional stability. Polydimethylsiloxanes in the range of 3000–33,000 g·mol−1 were therefore prepared by ring-chain-equilibration of octamethylcyclotetrasiloxane (D4) and APTMDS in order to study the influence of the soft segment molecular weight on the mechanical properties and the transparency of the PSU-elastomers. 2,4,6,8-Tetramethyl-2,4,6,8-tetraphenylcyclotetrasiloxane (D4Me,Ph) was co-polymerized with D4 in order to adjust the refractive index of the polydimethyl-methyl-phenyl-siloxane-copolymers to a value equivalent to a young human natural lens. Very elastic PSUs with Elongation at Break values higher than 700% were prepared. PSU-elastomers, synthesized from PDMS of molecular weights up to 18,000 g·mol−1, showed transmittance values of over 90% within the visible spectrum range. The soft segment refractive index was increased through the incorporation of 14 mol % of methyl-phenyl-siloxane from 1.4011 to 1.4346 (37 °C). Young’s Moduli of PSU-elastomers were around 1 MPa and lower at PDMS molecular weights up to 15,000 g·mol−1. 10-cycle hysteresis measurements were applied to evaluate the mechanical stability of the PSUs at repeated stress. Hysteresis values at 100% strain decreased from 32 to 2% (10th cycle) with increasing PDMS molecular weight. Furthermore, hysteresis at 5% strain was only detected in PSU-elastomers with low PDMS molecular weights. Finally, preliminary results of in vitro cytotoxicity tests on a PSU-elastomer showed no toxic effects on HaCaT-cells.
Der Markt für technische Textilien wird auch in Zukunft ein stetes Wachstum verzeichnen, schon jetzt hat der weltweite Faserverbrauch die Schwelle von 100 Mill. Tonnen jährlich überschritten. Bereits ohne den Einbezug von Verbundwerkstoffen und Vliesstoffen werden in etwa 30 Mill. Tonnen zu technischen Textilien verarbeitet.
Im Zuge von REACH wurden gängige hocheffektive halogenierte Flammschutzmittel verboten, da diese unter dem Verdach stehen, kanzerogen, mutagen und teratogen zu sein. Zur Zeit fehlen entsprechende Alternativen. Daher werden am DTNW neue umweltfreundliche und halogenfreie Flammschutzmittel auf der Basis von Phosphor- und Stickstoffverbindungen entwickelt, um einen entsprechenden Flammschutz zu gewährleisten. Neue Möglichkeiten werden im Rahmen dieses Artikels vorgestellt.
Es wird eine Möglichkeit zur Quantifizierung der Schädigung von Geweben bei der Martindale-Flachscheuerung vorgestellt, die eine interessante Möglichkeit darstellt, vergleichende Untersuchungen durchzuführen, auch wenn die Gewebe nicht bis zu einem Fadenbruch gescheuert werden. Die Untersuchungen deuten außerdem eine Skalierbarkeit der Scheuerversuche bei unterschiedlichen Anpressdrücken an. Sollte sich diese Beobachtung in weiteren Untersuchungen bestätigen, würde dies eine grundlegende Vereinfachung der Scheuerprüfung für verschiedene Anwendungen bedeuten.
Using the damage area as a quantification method for the Martindale test is a promising method to compare textile finishes without the need to test to full destruction. In addition, it could be shown that the results of Martindale tests performed with different pressure loads can be scaled to identical functional shape. If these results can be verified, this method would be a simplification of abrasive testing for different application areas.
It has not yet been possible to achieve the desired aim of decoupling economic growth from global material demand. Small and medium sized enterprises (SMEs) represent the backbone of most industrialized economies. Although material efficiency is of vital importance for many SMEs, few of them actually treat it as their top priority. There is a cornucopia of tools and methods available, which can be used for material efficiency purposes. These, however, have gained little groud in the SME-field. This work deals with the enabling factors for material efficiency improvements in manufacturing SMEs and projections towards aspects of supply chain and circular economy. A multi-disciplinary decoupling approach for manufacturing SMEs and an implementation roadmap for further practical development are proposed. The approach combines appropriate complexity of technology and socio-economic considerations. It enables a connection to existing methods and the implementation of established information technologies.