Multiscale-TPE

AUFGABENSTELLUNG

Thermoplastische Elastomere (TPE) zeichnen sich durch gummi­artige Elastizität aus, sind aber im Gegen­satz zu diesem thermo­plastisch umformbar und können deshalb sehr gut recycliert werden. Zusammen mit einem breiten Eigen­schafts­spektrum und gesund­heit­licher Unbe­denklich­keit ergibt sich daraus eine Viel­zahl von Einsatz­bereichen mit unter­schied­lichsten Anwendungen. Aktuell gestaltet sich aber die Verar­beitung dieses Kunst­stoffes noch schwierig, da weder etablierte Labor­messungen noch industrielle Simulations­techniken sinnvoll genutzt werden können, um die Verarbeitungs­prozesse auszu­legen. Ursache sind die noch nicht gut verstandenen Zusammen­hänge zwischen dem atomaren Aufbau, den sich auf der Mikro­ebene ausbildenden Strukturen und den daraus folgenden makros­kopischen Eigen­schaften.

PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE

In diesem grundlagen­orientierten Projekt soll für thermo­plastische Elastomere eine konsis­tente Vorgehens­weise für die Modell­bildung in Multi­skalen­simulationen entwickelt werden Dazu soll eine Methodik erarbeitet und am konkreten Beispiel getestet werden, welche es für TPE effizient und fehlerarm ermöglicht, mit höher­aufge­lösten Material­simulationen Para­meter für niedriger aufgelöste Material­simulationen auf einer größeren Längen­skala zu generieren.

NUTZEN | AUSBLICK

Auf diese Weise soll eine zuver­lässige Nutzung von Computer­simulationen auf verschie­denen Skalen zur Unter­suchung von Belastungs-Struktur-Eigen­schafts­beziehungen ermöglicht werden. Das heißt, ausgehend von der chemischen Zusammen­setzung eines TPE sollen auf rein theore­tischem Wege die sich ausbildenden Strukturen auf verschiedenen Längen­skalen sowie die sich daraus ergebenden makros­kopischen Material­eigen­schaften für beliebige Bedingungen mit Hilfe von Simulationen vorher­sagbar werden. Damit sollen zukünftig nicht nur die Probleme der Verarbeitung beseitigt, sondern auch die Entwicklung neuer Rezepturen und Produkte ganz wesent­lich verein­facht werden.