Bestimmung der wahren Kontaktfläche weicher Kunststoffe

AUFGABENSTELLUNG

Weiche polymere Materialien mit Gebrauchstemperaturen oberhalb der Glasübergangstemperatur prägen in Form von Oberflächenbeschichtungen vielseitig unsere tägliche Umgebung. Sie bestimmen z. B. den haptischen Eindruck von Gegenständen, den Komfort von Bezugsmaterialien, die Haltbarkeit von Verbundmaterialien, die Rutschigkeit von Oberflächen oder die Dichtheit von Kontakten. In innovativen Anwendungen werden sie sogar zum Leuchten gebracht oder zum Heizen verwendet. Die Ausprägung all dieser Eigenschaften und Funktionen wird dabei maßgeblich geprägt durch die Kontaktbedingungen mit anderen Materialien, welche sich aufgrund der besonderen viskoelastischen Eigenschaften stark von denen harter Materialklassen unterscheiden. Insbesondere die Größe der wahren Kontaktfläche ist dabei von entscheidender Relevanz.

PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE

In diesem grundlagenorientierten Projekt soll erstmals eine systematische Charakterisierung der wahren Kontaktfläche weicher Materialien erfolgen. Die dabei vorliegenden, materialbedingten Schwierigkeiten sollen durch eine Kombination verschiedener experimenteller und theoretischer Methoden gelöst werden. Ziel des Projektes ist es, grundlegende Zusammenhänge zwischen Materialeigenschaften, Belastungsparametern und den Charakteristika der wahren Kontaktfläche zu ermitteln. Aus diesen Zusammenhängen soll ein konzeptionelles Modell zur Vorhersage der wahren Kontaktfläche abgeleitet werden.

NUTZEN | AUSBLICK

Dieses Modell soll es ermöglichen, über die variierbaren Eigenschaften weicher Materialien gezielt Einfluss auf die Ausbildung der wahren Kontaktfläche nehmen zu können. So lassen sich bei der Materialentwicklung spezifische Anforderungen hinsichtlich der Kontakteigenschaften wie Reibung, Verschleiß, Störgeräuschentstehung, Haptik, Rutschigkeit, Haftung, Klebrigkeit, Adhäsion, Leitfähigkeit, Dichtheit usw. realisieren.