Modellierung und Simulation von Reaktionen an Grenzflächen von Polymerschmelzen zur Verbundbildung

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Reaktionen an der Oberfläche einer Polymerschmelze laufen durch die schnelle Abkühlung in sehr kurzer Zeit und auf sehr kleinen Längen ab und sind experimentell sehr schwer zugänglich. In diesem Projekt werden die in der Polymerverarbeitung typischen Einspaltungs-, Verzweigung- und Radikalreaktionen anhand von Simulationen untersucht. Dabei werden Werte bzw. Funktionen für die Monomerdiffusionskonstanten in unterschiedlichen Zeitbereichen unterhalb der Rouse-Zeit, für die Reaktionsgeschwindigkeitskonstante und weitere Funktionen ermittelt. Modelle auf der Basis von Reaktions-Diffusionsgleichungen (Smoluchowski-Gleichung) werden aufgestellt und die Gleichungen numerisch gelöst. Diese Modelle geben Aufschluss über die einzelnen Prozesse von Reaktionen an Polymergrenzflächen in kurzen Zeiten. Die ¿Verbundbildung¿ in den simulierten Systeme wird mit Hilfe unterschiedlicher Konzepte beschrieben bzw. durch Simulationen untersucht. Die Ergebnisse der unterschiedlichen Methoden werden untereinander sowie mit den Ergebnissen zum Umsatz verglichen und Schlussfolgerungen zu den Möglichkeiten der reaktiven Verbundbildung für die unterschiedlichen Reaktionsmechanismen abgeleitet. Es wird untersucht, inwieweit sich die Schlussfolgerungen auf reale Systeme übertragen lassen.