AG Polymere Materialien 2017

Die vielseitigen, teilweise konträren Anforderungen an moderne Hochleistungsmaterialien werden nur selten von einem Reinstoff, d. h. einem einphasigen Material erfüllt. In den meisten Fällen ist der Einsatz eines mehrphasigen Verbundwerkstoffes nicht nur kostengünstiger sondern vor allem zweckdienlicher, da die Eigenschaften solcher Systeme leichter in einem weiten Bereich variiert werden können.

Im Forschungsfeld Polymere Materialen wird durch eine naturwissenschaftliche, grundlagenorientierte Materialforschung zum einen neues Wissen und Können erarbeitet, zum anderen das Know-how sowie die technischen Voraussetzungen geschaffen, um die Fragestellungen der anwendungsorientierten Materialentwicklung des ibac bearbeiten zu können.

Unsere Forschung beinhaltet die Entwicklung von Polymeren und Polymerkompositen mit dem klaren Fokus der Anwendung in den Bereichen des Bauwesens. Als Anwendung werden in diesem Zusammenhang Materialien in ihrer Funktion gesehen, zu der Polymere einen wesentlichen Beitrag leisten. Integraler Bestandteil der Entwicklung ist das Testen der Materialien unter realen bzw. realitätsnahen Bedingungen wie z. B. in Bauteilen und Bauwerken.

Die Arbeitsgruppe Polymere Materialien betreut auch die chemische und instrumentelle Analytik für interne und externe Kunden. Mehr→.

Forschungsschwerpunkte

Ionenleitfähige Polymere

Elektrisch und ionisch leitfähige Polymermaterialien auf der Basis von Polyethylenglykol und Lithiumsalzen spielen nicht nur in der Energiewirtschaft eine zentrale Rolle, sondern haben auch in der Bauindustrie ein großes Potential. Die elektrischen Eigenschaften bilden die Basis unserer anwendungsorientierten Materialentwicklung mit dem aktuellen Fokus auf elektrochromen Detektoren und Polymersensoren in ihrer Anwendungen zur Detektion von Betonstahlkorrosion.

Innerhalb des Schwerpunkts „Ionenleitfähige Polymere“ liegt für uns Chemiker die Hauptarbeit im Bereich präparative und angewandte Polymerchemie und wir nutzen die Methoden der „klassischen“ chemischen Strukturaufklärung, wie z. B. NMR, IR oder DSC. Daneben bedienen wir uns typischer elektronischer Messverfahren, Impedanzspektroskopie (EIS) und Cyclovoltammetrie. Im Sinne des interdisziplinären Technologietransfers übertragen wir chemische Sachverhalte auf Probleme aus dem Ingenieurbereich und stellen leisten damit einen wesentlichen Beitrag zur Weiterentwicklung des lösungsorientieren Strategiepools.

Ansprechpartner: Pia Sassmann, Tobias Boehnke

Aktuelles Projekte: Entwicklung einer in situ gefertigten Multiringelektrode zur tiefengestaffelten Überwachung des Feuchteverhaltens in BetonbauteilenElektrochrome Bauteile zur Anwendung in einem Korrosions- bzw. KKS-Monitoringsystem

Abgeschlossene Projekte: Entwicklung eines Systems zur permanenten Überwachung von Korrosion in Stahlbetonbauteilen auf Basis neuartiger injizierbarer Polymer-Sensoren

Gele

Flüssiges Wasser bzw. Feuchtigkeit spielt in Baustoffen eine wesentliche Rolle und ist nicht zuletzt für viele Schäden verantwortlich. Gele können durch ihr einstellbares Quellverhalten einen wesentlichen Beitrag zur Regulierung des Feuchtehaushalts in Baustoffen beitragen.

Ansprechpartner: Andre Jung

Aktuelle Projekte: Entwicklung eines 2-Komponenten Sanierungssystems zur Behandlung von Rissflanken in StahlbetonEntwicklung eines kationischen Hydrogels für die Betonsanierung

Abgeschlossene Projekte: Chloridentzug mit Hydrogelen

Bio-basierte Baustoffe

Die Natur produziert eine Vielzahl von Stoffen in großen Mengen. Jeder von ihnen besitzt eine einzigartige Kombination an nützlichen Eigenschaften, wodurch das Potential für die Entwicklung neuer Werkstoffe heute noch gar nicht absehbar ist. Trotzdem wird ein Großteil lediglich thermisch verwertet oder muss aufwendig deponiert werden.

In diesem Schwerpunkt entwickeln wir Methoden zur rohstofflichen und werkstofflichen Verwertung biogener Reststoffe, d. h. Stoffe aus der Natur, die nachwachsen, aber bisher kaum als Ressourcen genutzt werden und nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion stehen. Durch chemische Verfahren werden diese so aufgeschlossen, modifiziert und verarbeitet, dass sie in die wirtschaftliche Wertschöpfung eingebunden werden können. Dort bietet ihr Einsatz die Möglichkeit materialspezifische Vorteile zu nutzen, die CO2-Bilanz zu verbessern und so den Weg hin zu einer auf nachwachsenden Rohstoffen basierenden Gesellschaft zu ebnen.

Ansprechpartner: Manuel Endres, Markus Brenner

Aktuelle Projekte: KeraSanbiobasierte CompoundsBiokunststoffe auf Chitinbasis

Abgeschlossene Projekte: Baumaterial aus FedernBrandschutz Holz

Seit 1.1.2019 läuft das ZIM-Innovationsnetzwerk NawaMe: Baumaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen für den Metallleichtbau. Um immer am Puls der Zeit zu sein, besteht im Rahmen des Innovationsnetzwerks NawaMe eine enge Zusammenarbeit mit innovativen Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Gemeinsam mit anderen Netzwerkpartnern entwickeln wir im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsprojekten neue Lösungen aus nachwachsenden Rohstoffen und Metall für das Bauwesen.

Ansprechpartner: Markus Brenner

Aktuelle Projekte: Nachwachsende Elastomerlager

Zement/Polymerkomposite

Diese Werkstoffe leben vom Mehrwert, den Polymere in die ansonsten anorganisch gebundenen Systeme einbringen. Die Entwicklung von maßgeschneiderten Polymeren für polymermodifizierte zementgebundene Systeme (PCC), polymerimprägnierte Betone (PIC) und polymere Betonzusatzmittel und –stoffe erfordert die genaue Kenntnis der Wechselwirkungen an den Grenzflächen des Zementsteins und der Zuschlagstoffe.

Anspechpartner: Pia Sassmann

Aktuelles Projekt: Numerische Strukturanalyse für das in silico Design moderner Hybridmaterialien

POLY-News

Lust auf innovative chemische Forschung mit direktem Anwendungsbezug? Schnuppern Sie doch mal als HiWi oder Forscher bei uns rein. Mehr→.

Achtung Technik

Zur Verstärkung unserer Arbeiten im Bereich bio-basierte Baustoffe haben wir eine Heizpresse der Fa. Collin beschafft und in Betrieb genommen. Mit dieser werden Biokompositmaterialien prototypisch zur internen Prüfung bzw. Weitergabe an Projektpartner hergestellt.  Ansprechpartner ist Markus Brenner (12/2019).

Rheometer in Betrieb

Im Rahmen eines laufenden Projekts haben wir ein MCR 102 Modular Compact Rheometer der Fa. Anton Paar beschafft und Ende Oktober in Betrieb genommen. Die Hauptanwendung wird im Bereich der Gele liegen, daneben auch in der Überwachung von Bauprodukten. Ansprechpartner ist Andre Jung (11/2019).

Vortrag

O. Weichold, P. B. Sassmann
Numerische Strukturanalyse für das in silico Design moderner Hybridmaterialien
Jahrestagung der GDCh-Fachgruppe Bauchemie, 1.10.2019, Aachen

Vortrag

M. Brenner
Einsatz von Federkeratin als Brandschutzimprägnierung für Holz und als nicht brennbares Wärmedämmmaterial
Jahrestagung der GDCh-Fachgruppe Bauchemie, 1.10.2019, Aachen

Neues Projekt

Am 1.1.2020 startet unser neues BMWi-gefördertes Projekt „Entwicklung eines nachhaltigen, biologisch-abbaubaren Biokunststoffs auf Chitin-Basis“ (9/2019).

Neues Projekt

Am 1.11.2019 startet unser neues BMWi-gefördertes Projekt „Entwicklung und Charakterisierung biobasierter Compounds im Labormaßstab“, in dem wir flammhemmende Zusätze für Kunststoffrezyklate auf Basis nachwachsender Rohstoffe entwickeln (9/2019).

Neues Projekt

Am 1.9.2019 startet unser neues BMWi-gefördertes Projekt „Materialrezeptur für  Elastomerlager aus nachwachsenden Rohstoffen“ als Teil des ZIM-Innovationsnetzwerks NawaMe (8/2019).

Bachelorarbeit

Wir gratulieren Kaja Kensmann zum erfolgreichen Abschluss ihrer Bachelorarbeit mit dem Titel „Thermoplastische Verarbeitung von Federn mit einem polymerisierbaren Weichmachersystem“ (8/2019).

Bachelorarbeit

Wir gratulieren Sarah Weides zum erfolgreichen Abschluss ihrer Bachelorarbeit mit dem Titel „Synthese und elektrochemische Charakterisierung von Oligoethylenglykol-modifizierten 4,4′-Bipyridinen“ (8/2019).

Neue Veröffentlichung

P. B. Sassmann, O. Weichold
Preparation and characterisation of ion-conductive unsaturated polyester resins for the on-site production of resistivity sensors
Ionics 2019

Mehr POLY-News finden Sie hier.

Forschungspraktikum

Studierende im Fach Chemie (M. Sc.) können bei uns das frei wählbare Forschungspraktikum durchfühen. Bei Interesse an oder Fragen zu den Forschungsschwerpunkten wenden Sie sich bitte direkt an einen der o. g. Ansprechpartner.

Stellenangebote

Auf der Suche nach einer Bachelorarbeit? Wenn Sie eines unserer Themen interessiert, wenden Sie sich bitte für ein unverbindliches Gespräch an einen der o. g. Ansprechpartner.

Masterarbeit „Chitosan-Polyelektrolytkomplexe für neue Materialien“. Mehr→

Aktuelle Veröffentlichungen:

Elektrochromie zur Visualisierung kleiner Strommengen
T. Juraschek, O. Weichold
Beton 2019, 5, 168–171.

FOULPROTECT – zur Problematik des Bewuchses in Meerwasserbauwerken
C. Morales Cruz, Oliver Weichold, H.-J. Kocks
Beton 2019, 5, 162–167.

Preparation and characterisation of ion-conductive unsaturated polyester resins for the on-site production of resistivity sensors
P. B. Sassmann, O. Weichold
Ionics 2019. https://doi.org/10.1007/s11581-019-02958-x

Sorption-active transparent films based on chitosan
M. B. Endres, O. Weichold
Carbohydrate Polym. 2019, 208, 108–114. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.12.031

Realkalisierung mit hoch-alkalischen Gelen
A. Jung, O. Weichold
Beton 2018, 11, 422–423.

Preparation and characterisation of highly alkaline hydrogels for the re-alkalisation of carbonated cementitious materials
A. Jung, O. Weichold
Soft Matter. 2018, 14, 8105–8111. https://doi.org/10.1039/C8SM01158C

Development of an electrochromic device triggered by the macrocell current in chloride-induced corrosion of steel-reinforced concrete
T. Juraschek, O. Weichold
J. Phys. Org. Chem.
2017;e3739. https://doi.org/10.1002/poc.3739

Assessing the Performance of Hydrophobing Agents on Concrete using Non-Destructive Single-Sided Nuclear Magnetic Resonance
O. Weichold, U. Antons
J. Infrastruct. Syst. 2017, 23(4), 04017010. https://doi.org/10.1061/(ASCE)IS.1943-555X.0000366

Non-destructive Evaluation of Thermal Damage in Concrete by Single-Sided Nuclear Magnetic Resonance
R. Schulte Holthausen, O. Weichold
J. Infrastruct. Syst. 2017, 23(1), B4016006. https://doi.org/10.1061/(ASCE)IS.1943-555X.0000320