Entwicklung von neuen Materialien auf Cellulosebasis

Vocht, Marc Philip

• Verlag: Cuvillier Verlag
• Jahr: 2022
• eBook-ISBN:
  9783736966987
• ISBN drucken:
  9783736976986
• Auflage: 1

Durch den Einsatz einer ionischen Flüssigkeit (IL) konnten aus verschiedenen Zellstoffen über einen Trocken-Nass-Spinnprozess Cellulosefilamentfasern hergestellt werden. Durch Anpassung der Spinnbedingungen war es möglich Cellulosefasern für technische und textile Bereiche zu entwickeln. Die hergestellten Fasern wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM), Weitwinkelröntgendiffraktion (WAXS), Doppelbrechung, des Wasserrückhaltevermögens und mechanischer Prüfung untersucht. Kristallinität, Gesamtorientierung korrelierten unteranderen mit den mechanischen Eigenschaften der Fasern. Im Weiteren wurden sowohl Fasern aus dem IL-basiertem Spinnprozess als auch sogenannte Reifencordfasern als Carbonfaser (CF) Präkursoren eingesetzt. Im ersten Schritt der CF-Herstellung erfolgte eine kontinuierliche Stabilisierung erfolgte in einem neuartigen Niederdruckprozess. Die Charakterisierung der stabilisierten Fasern erfolgte über REM, WAXS, Elementaranalyse (EA), Infrarotspektroskopie und der Bestimmung des Limiting Oxygen Index. Die Carbonisierung erfolgte in kontinuierlichen Versuchen. Die erhaltenen CFn wurden mittels Elementaranalyse, mechanischer Prüfung, REM, Raman-Spektroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie und WAXS-Messungen untersucht. Weiterhin wurden Cellulose-basierte Materialien (Fasern und Vliese) als Trägermaterial für Polyethylenimin (PEI) eingesetzt. Für die PEI-Cellulosematerialien konnte über Thermogravimetrie mit nachgeschalteter Gasanalyse eine zyklenstabile CO2-Sorptionskapazität bestimmt werden.

Inhaltsverzeichnis

• 1 Einleitung und Zielsetzung
• 2 Zusammenfassung
• 3 Summary
• 4 Theoretische Grundlagen
• 4.1 Cellulose: Vorkommen, Verarbeitung und Verwendung
• 4.2 Fasern und Spinnverfahren
• 4.3 Carbonfasern
• 4.4 CO2-Abscheidung aus der Luft
• 5 Ergebnisse und Diskussion Teil 1: Cellulosefasern
• 5.1 Ausgangsmaterialien
• 5.2 Spinnlösungen
• 5.3 Entwicklung verschiedener Fasertypen
• 5.4 Mögliche Einsatzbereiche der aufgezeigten Cellulosefasern
• 6 Ergebnisse und Diskussion Teil 2: Carbonfasernaus Cellulose
• 6.1 Charakterisierung der Präkursoren
• 6.2 Untersuchungen zur Stabilisierung
• 6.3 Untersuchungen zur Carbonisierung
• 6.4 Vergleich der Cellulose-basierten CFn mit einer kommerziellenCF auf PAN-Basis
• 7 Ergebnisse und Diskussion Teil 3: CO2-Absorber
• 7.1 Entwicklung eines Faserträgers aus Cellulose
• 7.2 Funktionalisierung mit verzweigtem PEI
• 7.3 Absorptionsversuche
• 8 Ausblick
• 9 Experimentalteil
• 9.1 Materialien
• 9.2 Analytische Methoden
• 9.3 Arbeitsvorschriften
• 10 Literaturverzeichnis
• 11 Anhang