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Im Forschungsfeld Polymere Materialen wird durch eine naturwissenschaftliche Materialforschung zum einen neues grundlegendes 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 Schwerpunkte:

Ionenleitfähige Polymere

Gele

Bio-basierte Baustoffe

Die Arbeitsgruppe Polymere Materialien betreut auch die chemische und instrumentelle Analytik. Mehr→

Aktuelle Stellenangebote und Informationen zu Abschlussarbeiten,  Forschungspraktika und Studienarbeiten. Mehr→

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

Veröffentlichungen

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

 

  • Preparation and characterisation of ion-conductive unsaturated polyester resins for the on-site production of resistivity sensors
    P. B. Sassmann, O. Weichold
    Ionics 2019, 25, 3971–3978. https://doi.org/10.1007/s11581-019-02958-x

 

  • 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

Gele

Umweltbewusstes Bauen erfordert nicht nur Innovationen im Neubaubereich, sondern auch neue Wege der Instandsetzung. Heutige Maßnahmen erfordern häufig ein stark invasives Eingreifen in die Struktur der Bauwerke. Hydrogele, d. h. wasserquellbare oder gequollene Polymernetzwerke, sind eine ausgezeichnete Alternative zur nachhaltigen, kostengünstigen und minimalinvasiven Sanierung.

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

Zusätzlich zur Feuchtigkeit können aus der Umwelt eingetragene Stoffe wie z. B. Kohlendioxid, Tausalze u. ä. zu Schäden an Bewehrungsstählen aber auch am Zementstein führen. In den laufenden Projekten gehen wir vornehmlich das Problem von korrodierendem Stahl in zementgebundenen Baustoffen mit Hilfe von alkalischen Hydrogelen an. Hierbei wird das Prinzip eines Ionentauschers ausgenutzt, um z. B. Carbonationen aus dem Porengefüge zu entfernen und durch Hydroxid zu ersetzen. Wesentliche Untersuchungsgegenstände sind dabei neben der Dynamik des Ionenaustauschprozesses auch Methoden zur Kontrolle der rheologischen Eigenschaften der Gele, um diese optimal für ihre jeweiligen Applikationen z. B. an Wand, Decke oder in Rissen einzustellen. Am Ende des Prozesses können unsere Gele rückstandsfrei von den Oberflächen entfernt werden.

Ansprechpartner: Tim Mrohs

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

Abgeschlossene Projekte: Chloridentzug mit Hydrogelen

Veröffentlichungen:

  • Alkaline hydrogels as ion-conducting coupling material for electrochemical chloride extraction
    A. Jung, A. Faulhaber, O. Weichold
    Mater. Corr. 2021, https://doi.org/10.1002/maco.202112373 (open access).

 

  • Influence of Environmental Factors on the Swelling Capacities of Superabsorbent Polymers Used in Concrete
    A. Jung, M. B. Endres, O. Weichold
    Polymers 2020, 12, 2185. https://doi.org/10.3390/polym12102185 (open access).

 

  • 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

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 die von der Natur in großen Mengen produziert, aber bisher kaum als Ressourcen genutzt werden und vor allem nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion stehen. Unsere Wesentlichen Quellen sind Geflügelfedern, Krabbenschalen, Insektenpanzer und Gräser. Durch chemische Verfahren werden diese so aufgeschlossen, modifiziert und/oder 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: Markus Brenner, Tobias Boehnke, Fabian Weitenhagen

Aktuelle Projekte: Bio-basierte Lasuren und Klebstoffe für Holz ❖ Biosuperabsorber ❖ Recyclingschäume ❖ Biokomposit-Werkstoff ❖ KeraSanbiobasierte CompoundsBiokunststoffe auf Chitinbasis

Abgeschlossene Projekte: Baumaterial aus FedernBrandschutz Holz

Veröffentlichungen:

  • Protein Hydrolysates from Biogenic Waste as an Ecological Flame Retarder and Binder for Fiberboards
    M. Brenner, O. Weichold
    ACS Omega 2020, 5, 32227. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c03819 (open access).

 

  • Anti-Frothing Effect of Poultry Feathers in Bio-Based, Polycondensation-Type Thermoset Composites
    M. Brenner, C. Popescu, O. Weichold
    Appl. Sci. 2020, 10, 2150. https://doi.org/10.3390/app10062150 (open access).

 

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 Innovationsnetzwerk 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.

NaWaMe geht in die zweite Runde: am 1.1.2020 begann die zweite Phase des Netzwerks. Das ibac arbeitet im Rahmen des Netzwerks seit September 2019 an der Entwicklung nachwachsender Elastomerlager. Dabei sollen die aktuell aus petrochemischen Quellen stammenden Komponenten schrittweise durch natürliche ersetzt werden, natürlich ohne Einbußen in den mechanischen Kennwerten.

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→

Neues Projekt: Bio-basierte Lasuren und Klebstoffe für Holz

Am 1.10.2021 startet ein neues Projekt im Schwerpunkt bio-basierte Baustoffe. Auf Basis von Chitosan entwickeln wir zusammen mit zwei Industriepartnern Lasuren und Klebstoffe für Holz. Das Projekt wird von Tobias Boehnke betreut. (7/2021)

Vortrag

Bericht aus dem laufenden Projekt Rissinjektion:

O. Weichold
Acrylatfreie Zweikomponentengele zur Rissverpressung
7. Kolloquium „Erhaltung von Bauwerken“, Technische Akademie Esslingen, 14.7.2021, Ostfildern

Vortrag

Bericht aus dem abgeschlossenen Projekt Chloridentzug mit Gel:

O. Weichold
Alkalische Hydrogele als Ankoppelungsmaterial für den elektrochemischen Chloridentzug
7. Kolloquium „Erhaltung von Bauwerken“, Technische Akademie Esslingen, 14.7.2021, Ostfildern

Neue Veröffentlichung

A. Jung, A. Faulhaber, O. Weicholdd
Alkaline hydrogels as ion-conducting coupling material for electrochemical chloride extraction
Matter. Corr.
2021, (open access)

Eine Veröffentlichung aus dem abgeschlossenen ZIM-Projekt „Chloridentzug mit Gel“

Vortrag

O. Weichold
Self-extinguishing wood-fibre boards using waste poultry-feather hydrolysates
1st International Conference on Science Technology & Innovation, 19.3.2021, Chiang Mai, Thailand

Vortrag

Bericht aus dem abgeschlossenen Projekt Chloridentzug mit Hydrogelen:

O. Weichold
Electrochemical Chloride Extraction using diallyldimethylammonium hydroxide based hydrogels as electrolytes
3rd International Conference on the Chemistry of Construction Materials, 17.3.2021, Karlsruhe

Auf Touren gekommen

Zur reproduzierbaren und qulatitativ hochwertigen Herstellung von Probekörpern und Mustern, z. B. aus unseren biobasierten Werkstoffen, haben wir eine Stepcraft M•1000 CNC-Fräse mit einem Arbeitsbereich von 679 × 1044 mm2 beschafft. Ansprechpartner ist Tobias Boehnke. (3/2021)

Titelseite

Die Veröffentlichung Protein Hydrolysates from Biogenic Waste as an Ecological Flame Retarder and Binder for Fiberboards von Markus Brenner hat es auf die Titelseite der Ausgabe 5 Band 50 geschafft! Hier geht es zum Cover→  (3/2021)

Neues Projekt: Biosuperabsorber

Rückwirkend zum 1.1. wurde uns ein Projekt zur Entwicklung in Wasser quellbarer Materialien aus Basis nachwachsender Rohstoffe bewilligt. Im Verbund mit industriellen Partnern werden der Zusammenhang zwischen Zusammensetzung und Eigenschaften aufgeklärt, Kapazitäten zum scale-up aufgebaut und geeignete Prototypen in der Endanwendungen getestet. Das Projekt wird von Tobias Boehnke betreut. (3/2021)

Neue Veröffentlichung

M. Brenner, O. Weichold
Protein Hydrolysates from Biogenic Waste as an Ecological Flame Retarder and Binder for Fiberboards
ACS Omega
2020, 5, 32227 (open access).

Neuer Mitarbeiter

Seit Dezember unterstützt Fabian Weitenhagen die Arbeitsgruppe im Bereich bio-basierte Baustoffe und entwickelt die ersten Arbeiten an den Polykondensationsharzen (Appl. Sci. 2020) weiter.  (3/2021)

Neues Projekt: Recyclingschäume

Rückwirkend zum 1.11. wurde uns ein Projekt zur Entwicklung mechanisch stabiler Schäume bewilligt. Das Projekt baut auf die in Appl. Sci. 2020 beschriebenen Materialien auf. Zusätzlich wird die Wirkung von Füllstoffen aus Recyclingmaterialien getestet. Das Projekt wird von Fabian Weitenhagen betreut. (3/2021)

Neue Veröffentlichung

A. Jung, M. B. Endres, O. Weichold
Influence of Environmental Factors on the Swelling Capacities of Superabsorbent Polymers Used in Concrete
Polymers
2020, 12, 2185.

Bachelorarbeit abgeschlossen

Herzlichen Glückwunsch an Denis Clou zum erfolgreichen Abschluss der Bachelorarbeit mit dem Titel „Geflügelfedern als biobasierter Füllstoff in Elastomerlagern“ im Studiengang Chemie! Die Arbeit entstammt dem laufenden Projekt Biokomposit-Werkstoff. (9/2020)

Bachelorarbeit abgeschlossen

Marvin Oomen hat seine Bachelorarbeit mit dem Titel „Chitosanbasierte Interpolyelektrolyt-komplexe zur Oberflächenversiegelung“ im Studiengang Chemie erfolgreich abgeschlossen. Herzlichen Glückwunsch! (9/2020)

Scharfe Sache

Zur gleichmäßigen Zerkleinerung biologischer Rohstoffe wie Federn, Hörner, Hufe, Krabbenschalen oder Insektenpanzer wurde August diesen Jahres eine Pulverisette 14 Premium der Fa. Fritsch in unseren Bestand aufgenommen.  Ansprechpartner ist Markus Brenner. (8/2020)

Neues Projekt

Rückwirkend zum 1.7. wurde uns das Projekt Entwicklung eines innovativen, duroplastischen und spritzgussfähigen Biokomposit-Werkstoffes bewilligt. Ziel ist die Verwertung von wenig genutzten nachwachsenden Rohstoffen. Das Projekt wird von Tobias Boehnke betreut. (8/2020)

Sprühtrocknung

Im Rahmen eines laufenden Projekts haben wir eine B-290 Advanced Sprühtrocknung der Fa. Büchi beschafft und Mitte Juni in Betrieb genommen. Damit können wir für uns und unsere Projektpartner unsere Biomaterialien schnell und schonend in Pulverform bringen. Ansprechpartner ist Markus Brenner. (6/2020)

Achtung Technik

Seit Mai haben wir ein Walzwerk der Fa. Collin mit 2 gegenläufigen Walzen in Betrieb. Damit ist unsere Linie zur Verarbeitung von Kautschuken und Elastomeren (Kneten-Walzen-Pressen) komplett und die Projekte können durchstarten. Ansprechpartner für das Walzwerk und die gesamte Linie ist Markus Brenner. (6/2020)

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Stellenangebote

 

Abschlussarbeiten (Chemie, Bauingenieurwesen, UIW)

Auf der Suche nach einer Bachelor- oder Masterarbeit? Wenn Sie eines unserer Themen interessiert, wenden Sie sich bitte für ein unverbindliches Gespräch an Prof. Weichold oder einen der o. g. Ansprechpartner.

 

Forschungspraktika (Chemie M. Sc.)

Studierende im Studiengang Chemie (M. Sc.) können bei uns das frei wählbare Forschungspraktikum durchfühen. Bei Interesse an einem der o. g. Forschungsschwerpunkte wenden Sie sich bitte direkt an den zuständigen Ansprechpartner, an Prof. Weichold oder kommen Sie nach Vereinbarung zu einem unverbindlichen Gespräch vorbei.

 

Studienarbeiten (UIW)

Zu den Umwelt- und technologischen Aspekten unserer Forschungsschwerpunkte bieten wir für Studierende im Studiengang Umweltingenieurwissenschaften die Möglichkeit zur Durchführung von Studienarbeiten. Bei Fragen zu den Themen bzw. einer genaueren Eingrenzung wenden Sie sich bitte direkt an Prof. Weichold.

Analytik und Prozesstechnik

Zur Durchführung der Forschungs- und Entwicklungsprojekte erweitern wir ständig unsere Ausstattung im Bereich Analytik und Prozesstechnik. Im Bereich der Polymerverarbeitung haben wir mit Walzwerk, Kneter, Extruder und Heizpresse eine komplette Linie zur Herstellung von Compositwerkstoffen im Labormaßstab zur Verfügung. Ansprechpartner im Bereich Polymerverarbeitung ist Thomas Lohmeier.