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Wärmeleitfähige Polymere

Aufgrund des steigenden Kupfer- und Aluminiumbedarfs, vor allem durch die aufstrebende Elektromobilität, warnen viele Experten vor einer Rohsto!verknappung in den nächsten Jahren, was zu Versorgungsengpässen und somit zu deutlichen Preissteigerungen führen wird. Bei der Suche nach Alternativen gewinnen wärmeleitfähige, hoch gefüllte Kunststo!e zunehmend an Bedeutung und werden als Kupfer- und Aluminiumersatz für wärmeleitende Produkte in Betracht gezogen und bereits eingesetzt. Diese steigende Nachfrage geht auch aus der Marktanalyse von MarketsandMarkets INC. (2019) hervor. Während der Marktwert der wärmeleitfähigen Kunststo!e in 2015 schätzungsweise 120 Mio. USD betrug, prognostizieren die Analysten bis zum Jahr 2021 einen progressiven Anstieg des Marktwerts auf rund 255 Mio. USD. Dabei kann insbesondere der Einsatz neuer Biopolymere zukünftig zu einer nachhaltigen Rohsto!versorgung beitragen.

Das ITFD forscht deshalb an wärmeleitfähigen Kunststo!en mit umweltverträglichen Füllsto!en. Im Vordergrund stehen die Entwicklung von Materialmodellen, die Kopplung von Spritzgusssimulation und thermischem Bauteilmodell sowie die Entwicklung neuer Messverfahren zur Bestimmung der inhomogenen und anisotropen Wärmeleitfähigkeit in den Werkstoffen und resultierenden Bauteilen.

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Jochen Gaiser

zugehörige Publikationen
  • Gaiser, J, and Stripf, M (2020): lambdaMax - Mess- und Simulationsverfahren für das thermische Verhalten spritzgegossener, wärmeleitfähiger Kunststoffe und Ableitung von Optimierungsstrategien für eine nachhaltige Werkstoff- und Bauteilentwicklung. Abschlussbericht zum FHProfUnt-Projekt, https://doi.org/10.2314/KXP:1759329061
  • Gaiser, J (2020): Mess- und Simulationsverfahren für das thermische Verhalten spritzgegossener wärmeleitfähiger Kunststoffe. Dissertation, Logos Verlag Berlin, ISBN 978-3-8325-5116-2
  • Gaiser, J, Stripf, M, and Henning, F (2019): Enhanced Transient Hot Bridge Method Using a Finite Element Analysis. In: International Journal of Thermophysics, Vol. 40, https://doi.org/10.1007/s10765-018-2476-y
  • Gaiser, J, Stripf, M, and Henning, F (2018): Finite Element Material Model for the Prediction of the Thermal Conductivity of Highly Filled Polymers. 4th Edition of International Conference on Polymer Science and Technology, 04.-05.06.2018, London, UK, https://doi.org/10.4172/2471-9935-C2-011