Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz
Volltext zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-340664
Zhao, Pengcheng
Gehde, Michael ; Wagenknecht, Udo (Gutachter)
Development and Investigation of Bio-based Environmentally Friendly Fire Retardant PLA Composites
Kurzfassung in deutsch
In der vorliegenden Dissertationsarbeit wird auf die Thematik der Entwicklung von Polymerwerkstoffen, basierend auf vollständig natürlichen Resourcen, eingegangen. Die vorliegende Lösung beruht auf der Compoundierung von Polylactid mit unterschiedlich modifizierten Vanillin. Ziel war es, flammschutzwirkende Komponenten einzubringen und die Abhängigkeiten zwischen Zusammensetzung und Eigenschaften aufzuklären. Dem liegt die Absicht zugrunde, optimale Werkstoffe zur Verfügung zu stellen, die sich durch deutlich verbesserte flammhemmende und mechanische bzw. thermo-mechanische Eigenschaften auszeichnen.Die erzeugten modifizierten Vanillin-Derivate sowie deren Composite wurden hinsichtlich der physikalischen und chemischen Struktur mittels REM, EDX, FTIR, NMR, DSC, TGA, SEC und Zugversuch charakterisiert. Zur Bestimmung der flammwidrigen Eigenschaften wurden UL-94 V, LOI und CCT durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass System aus PLA und einem Vanillin-Phosphorsäure-Ester in Bezug auf werkstofflichen Eigenschaften insgesamt die optimale Leistung aufwies. Die Materialen ergaben eine verbesserte Zähigkeit und erheblich erhöht flammwidrige Eigenschaften. In einem weiteren Schritt wurden MMT und APP, zwei kommerzielle Flammschutzmittel, mit dem PLA/VP System kombiniert. Die daraus abgeleiteten Resultate bewiesen eine synergistische Wirkung zwischen VP und MMT bzw. APP und führten zu besseren Brandklassen bei LOI und UL-94 Brandtests.
Kurzfassung in englisch
The present work demonstrates the development of fully bio-based polymeric composites. It was realized by the compounding of poly(lactic acid) and differently modified vanillin. The aim of this work was to introduce flame retardant components into PLA and to study the flame retardant mechanism. The intention of this approach is the preparation of optimized PLA composites with significantly improved flame retardant, mechanical as well as thermo-mechanical properties.The modified vanillin and the PLA composites based on those vanillin derivatives were characterized by means of SEM, EDX, FTIR, NMR, DSC, TGA, SEC and tensile test for their physical and chemical structures. UL-94 V, LOI and CCT were carried out to determine the corresponding flame retardant properties. The results showed that, the PLA/VP system represented the best overall performance. The PLA/VP composite exhibited increased toughness and significantly improved flame retardancy. In addition, two commercialized flame retardants, MMT and APP, were introduced into the PLA/VP system, respectively. It was suggested that there were synergic effects between VP and MMT as well as APP. The combined used flame retardants resulted in an improved classification in UL-94 and LOI tests.
| Universität: | Technische Universität Chemnitz | |
| Fakultät: | Fakultät für Maschinenbau | |
| Dokumentart: | Dissertation | |
| Betreuer: | Gehde, Michael | |
| SWD-Schlagwörter: | Polymilchsäure , Umweltverträglichkeit , Vanillin , Flammschutzmittel , Polymer composite | |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): | Polylactide , bio-basierend , umweltfreundlich , Vanillin , Flammschutzmittel , Polymer Composite , Flammteste | |
| Freie Schlagwörter (Englisch): | Poly(lactic acid) , bio-based , environmentally friendly , vanillin , flame retardant , polymer composite , fire test | |
| DDC-Sachgruppe: | Ingenieurwissenschaften | |
| Sprache: | englisch | |
| Tag der mündlichen Prüfung | 18.04.2019 |
