Lokalisierungsverhalten von Carbon-Nanotubes in schmelzegemischten thermoplastischen Polymerblends

Die Kombination bereits verfgbarer Polymere zu Polymermischungen (Blends) erlaubt durch Nutzung ohnehin vorhandener Anlagentechnik wie Extrudern oder Knetern die uerst schnelle und kostengnstige Anpassung der Werkstoffeigenschaften an das Anforderungsprofil einer geplanten Anwendung. Werden zustzlich Nanopartikel zugesetzt, knnen Struktur-und Funktionswerkstoffe mit einzigartigen Eigenschaften hergestellt werden. Dies gilt insbesondere bei Verwendung von Carbon Nanotubes, die seit ihrer erstmaligen detaillierten Beschreibung im Jahr 1991 einen der grten Forschungshypes der modernen Werkstoffentwicklungsgeschichte ausgelst haben. Nach der Verarbeitung bestimmt die rumliche Anordnung der Nanopartikel innerhalb der eingefrorenen Blendphasen die Werkstoffeigenschaften der Blendkomposite. Die Kenntnis der whrend des Schmelzemischens mageblichen Lokalisierungsmechanismen ist somit der Schlssel zum Verstndnis der Eigenschaften dieser Werkstoffe.
Hauptgegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Aufklrung des Lokalisierungsverhaltens von mehrwandigen Carbon-Nanotubes (MWCNTs) beim Schmelzemischen mit zweiphasigen Polymermischungen. Dies umfasst sowohl die Phnomenologie von Transfervorgngen zwischen den Blendphasen als auch die Ursachen des Grenzflchenbertritts. Es wird gezeigt, dass sich das Lokalisierungsverhalten von Carbon Nanotubes grundlegend von jenem anderer Nanopartikel wie z.B. Carbon Black unterscheidet. Dabei wird es von sehr starken thermodynamischen Krften bestimmt, die in der Regel die hochselektive Anordnung der Nanotubes in einer der Blendphasen bewirken. Dieses Phnomen konnte auf die Geometrie der Nanopartikel zurckgefhrt werden.
Es wird zudem nachgewiesen, dass CNTs trotz der starken, in die besser benetzende Phase gerichteten thermodynamischen Triebkrfte auch hochselektiv in einer schlechter benetzenden Phase angeordnet werden knnen, wenn es gelingt, die uere Hlle der CNTs kovalent an diese anzubinden. Es wird gezeigt, dass damit