Dissertations / Theses on the topic 'Mikroporen'

Gegenstand der Arbeit ist die PFG NMR (nuclear magnetic resonance with pulsed field gradients), wobei speziell die apparativen und experimentellen Bedingungen untersucht werden, welche sich durch die Verwendung ultra-hoher gepulster magnetischer Feldgradienten von bis zu 35T/m ergeben. Motiv für die Arbeit ist die Untersuchung von Diffusionserscheinungen in mikroporösen Wirtssystemen mit inneren magnetischen Feldgradienten oder/und kurzen T2-Relaxationzeiten. Nach Zusammenstellung der notwendigen Werkzeuge zur mathematischen Beschreibung von PFG NMR-Experimenten werden die aus der Literatur bekannten Impulssequenzen kritisch untersucht und durch eigene Weiterentwicklungen ergänzt. Für wichtige PFG NMR-Impulssequenzen wird eine verallgemeinerte Schreibweise vorgestellt und auf beliebige Formen der gepulsten magnetischen Feldgradienten ausgedehnt. Weiterhin werden Störeinflüsse auf das PFG NMR-Experiment untersucht und zunächst in allgemeiner Form Möglichkeiten zu deren Beseitigung bzw. Unterdrückung dargestellt. Die so gewonnenen Erkenntnisse fanden konkrete Anwendung bei der Konzeption und dem Bau des PFG NMR-Spektrometers Fegris 400 NT. Dieses Gerät wird, soweit es den Gegenstand der Arbeit berührt, ebenfalls beschrieben und in der Anlage dokumentiert. Abschließend sind einige Untersuchungen, die mit dem Fegris 400 NT durchgeführt wurden und in der dargestellten Form erst mit diesem Gerät möglich waren, kurz skizziert, wobei für weitergehende Informationen auf die entsprechenden Veröffentlichungen verwiesen wird.

En funktionsbeläggning består av ett polymert material som beläggs till en textil yta. Denna typ av beläggning används för funktionsplagg och det belagda materialet har som uppgift att skydda användaren från vatten samtidigt som den har god ånggenomsläpplighet. För att tvärbinda funktionsbeläggningen och öka dess hållfasthet appliceras ett översta skikt av polymer som kallas topcoat. En topcoat innehåller tvärbindande ämnen som till exempel isocyanater eller formaldehyd. Dessa ämnen är mycket miljö- och hälsoskadliga. Denna studie har genomförts i syfte att undersöka möjligheten till en reducering av mängden topcoat och därmed minskning av skadliga kemikalier, i en funktionsbeläggning. En mikroporös polyuretanbeläggning applicerades på en polyesterväv med valsrakling. Därefter belades två vattenbaserade topcoats innehållande olika tvärbindare: en med formaldehyd och en med isocyanater, genom luftrakling. Genom att späda den ena topcoaten med olika mängd vatten, variera lutningen av beläggningskniven och ändra knivens tryck mot väven vid beläggning utvecklades sex olika material. Väven med beläggning och olika variation av topcoat testades sedan med avseende på kvalitet. Tester av materialens vattentäthet, ånggenomsläpplighet och nöthållfasthet utfördes. Mängden applicerad topcoat undersöktes genom areaviktoch tjockleksmätning. De belagda ytorna granskades i mikroskop för att analysera eventuella variationer mellan materialen. De belagda materialen var inte vattentäta (<100 cm vattenpelare). Studien visar dock att materialet belagt med en formaldehydbaserad topcoat som spätts med 68 % vatten visar statistiskt säkerställt högre medelvärde i vattentäthetstestet, jämfört med det material som belagts på samma vis men med den ospädda varianten av samma topcoat. Resultaten från areavikts- samt tjockleksmätningen visade inte med säkerhet om vinkeln på knivens lutning eller dess tryck mot väven hade någon påverkan på mängden topcoat som belades. Alla material med de spädda varianterna av topcoat visade god ånggenomsläpplighet, vilken också förbättrades avsevärt efter tvätt samtidigt som materialens vattentäthet inte försämrades i samma skala. Detta resultat är mycket intressant då bibehållen vattentäthet i kombination med god ånggenomsläpplighet efter tvätt är en viktig egenskap för funktionsbeläggningar. Slutledningsvis visar resultaten på möjligheter i att späda topcoaten innan applicering och därigenom uppnå intressanta materialegenskaper i kombination med minskad kemikalieanvändning. Vidare undersökningar krävs dock för att säkerställa eftersträvad vattentät funktion.

Die Pyrolyse ausgewählter Polysiloxane und Poly(chlor)silane erzeugt meso- und mikroporöses SiC, welches als Hochtemperatur-beständiges Material für Filter, Katalysatorträger und Sensoren ein hohes Anwendungspotential besitzt. Der Pyrolyseprozess bis 1500 °C wird thermogravimetrisch und massenspektrometrisch verfolgt und die resultierenden &quot;Bulk&quot;-Pyrolysate mittels DRIFT-Messungen, Elementaranalyse, XRD, N2-Adsorption und FESEM charakterisiert. Zusammensetzung, Kristallinität und Poreneigenschaften des precursorabgeleiteten SiC lassen sich über die Precursorart sowie über die Pyrolysetemperatur und -dauer steuern. Die Poren entstehen je nach Precursor zwischen 1200 und 1500 °C. Im Falle von mesoporösen Pyrolysaten wird die Porenbildung in erster Linie durch die Abgabe gasförmiger Reaktionsprodukte hervorgerufen. Die Porengrößen dieser Produkte liegen zwischen 6 und 12 nm und die spezifische Oberfläche beträgt bis zu 270 m2/g. Bei den mikroporösen Pyrolysaten, gekennzeichnet durch Poren von 1,5 nm Größe und spezifischen Oberflächen bis 530 m2/g, werden die Poreneigenschaften vor allem durch den im Überschuss vorhandenen elementaren Kohlenstoff geprägt.

Rapporten innefattar en jämförande studie mellan olika typer av membran och beläggningar.Främst sker en jämförelse mellan materialens förmåga att andas. Vattentäthet testas på nyamaterial och efter olika sorters nötning så som martindale, flexing och tvätt för att få en ökadförståelse för materialen. Verktyget som används i studien för att mätaånggenomsläppligheten är hudmodellen. Resultatet presenteras med ett Ret-värde vilket är enförkortning på Evaporative resistance of a textile. Metoden används för att på ett bra sättsimulera hur huden svettas.Projektet har utförts på Swerea IVF som är ett forskningsinstitut beläget i Mölndal.Hudmodellen är en av de senaste stora investeringarna på Swereas textil och plast avdelning.Resultatet av studien visar att laminat andas bättre än beläggningar, dock har bärarmaterialetstor inverkan på resultaten. Ett tydligt samband mellan grövre material och sämre andning harobserverats. Många av de material som testats i studien uppvisar god förmåga att andas, därbåde flera av de mikroporösa och hydrofila materialen uppvisar Ret-värden under 13, vilketinnebär mycket god andning. En delstudie har varit att testa hur materialens andande förmågaförändras vid lägre relativ fuktighet. Resultatet blev att mikroporösa material inte påverkaslika mycket som de hydrofila materialen som då får en sämre andning.Efter de resultat studien har visat kan slutsatsen dras att tunna laminat är att föredra då högånggenomsläpplighet är ett krav. Behövs däremot ett högt motstånd mot nötning kan etttjockare material med fördel användas, vilket dock kan leda till högre ångmotstånd.This report is a comparative study between different types of membranes and coatings, thebreathability of the fabrics being the main focus of research. The fabrics' waterproofness wastested on new materials and by abrasion including martindale, flexing and washing. The toolthat has been used to measure water-vapour resistance is the skin model. The result ispresented by a Ret-value, which is short for evaporative resistance of a textile. The method isused to simulate the sweating body in a realistic way. Swerea IVF is the research institutelocated in Mölndal where the project has been carried out. The skin model is one of the latestbig investments at Swereas textile and plastic department.The results of the study shows that laminates breath better than coatings. It is important topoint out, however, that the carrier has great influence on the fabric in question. In addition,the results indicate a relation between thick fabrics and less breathability. Many of thematerials that have been tested show good permeability to breath, including bothmicropourous and hydrophilic materials. Most of them demonstrate a Ret-value less than 13,which means very good breathability. Further tests also show how the breathability changeswith lower relative humidity, indicating that microporous materials are less affected thanhydrophilic materials, thus having a higher resistance to water vapour.The conclusion of the study is that thin laminates is to prefer when high breathability isrequired. If the demand is high resistance to abrasion, a thicker material is prefered, whichalso yields a higher resistance to water permability.
Program: Textilingenjörsutbildningen

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Synthese von porösen Kohlenstoffmaterialien. Zum einen werden poröse Kohlenstoffe (C) für die Anwendung in Siliziumcarbid (SiC) faserverstärkten Verbundwerkstoffen (SiC/C) untersucht, deren Kohlenstoffmatrix definierte Porengrößen im einstelligen Mikrometerbereich aufweisen sollen, um anschließend über das Flüssigsilizierverfahren (LSI) eine stöchiometrische Umsetzung dieser mit flüssigen Silizium zu einer Siliziumcarbid-Matrix zu gewährleisten. Erhalten wird ein keramischer SiC/SiC-Faserverbundwerkstoff, der aufgrund seiner Beständigkeit in Hochtemperatur-Sauerstoffatmosphäre, für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt geeignet ist. Für dieses Ziel wurden verschiedene Kohlenstoffprecursoren, die Resole, Novolake und stickstoffhaltigen Phenolharze unter Zugabe von β-Naphthol, entwickelt. Darüber hinaus lag der Schwerpunkt dieser Arbeit in der Herstellung von porösen Kohlenstoffschäumen. Dafür wurden organische Carbonate dargestellt, deren Substituenten einer Stufenwachstumspolymerisation befähigt sind. In der Schmelze polymerisieren diese Säure-katalysiert und setzen dabei Kohlenstoffdioxid frei, welches gleichzeitig das Polymer schäumt. Die Zugabe eines geeigneten Tensides stabilisiert die Kohlenstoffdioxidblasen und generiert Schäume unter einer hohen Volumenexpansion. Die organischen Carbonate wurden zudem simultan mit Zwillingsmonomeren kationisch polymerisiert um einen Hybridmaterialschaum zu synthetisieren, der anschließend in hierarchisch strukturierte poröse Kohlenstoff- und Siliziumdioxidschäume umgewandelt werden kann. Neben klassischen Methoden zur Aufklärung der molekularen Strukturen, wie der Kernspinresonanz- (NMR) und Infrarot (IR)-Spektroskopie, wurden Morphologie und Porosität mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie (REM) beziehungsweise Stickstoffsorption und Quecksilberporosimetrie untersucht. Überdies kamen DSC (Dynamische Differenzkalorimetrie) und TGA (Thermogravimetrische Analyse) zur Untersuchung des thermischen Verhaltens der Monomere und Polymere zum Einsatz.:1 Einleitung 2 Motivation und Zielsetzung 3 Theoretische Grundlagen 3.1 Poröse Materialien und deren Charakterisierung 3.1.1 Einteilung nach der Porengröße 3.1.2 Einteilung nach der Porenmorphologie 3.1.3 Beschreibung und Bestimmung von der Porosität 3.1.4 Charakterisierung von Mikro- und Mesoporen 3.2 Herstellung von porösen Kohlenstoff- und Siliziumdioxidmaterialien 3.2.1 Harttemplatsynthesen 3.2.2 Weichtemplatsynthesen 3.2.3 Gelsynthesen und Emulsionstechniken 3.2.4 Schäumungsprozesse 3.2.5 Hybridmaterialien 3.2.6 Zwillingspolymerisation 3.2.7 Hierarchisch strukturierte Kohlenstoffmaterialien mittels Zwillingspolymerisation 3.3 Verwendung von porösen Kohlenstoffmaterialien 3.3.1 SiC/SiC-Faserverbundwerkstoffe 4 Ergebnisse und Diskussion 4.1 Synthese von Phenolharzen als Kohlenstoffprecursoren für SiC/C Faserverbundwerkstoffe 4.1.1 Anforderungen an die Kohlenstoffprecursoren für eine SiC-Matrix 4.1.2 Resole 4.1.3 Novolake und stickstoffhaltige Phenolharze 4.1.4 Molmassen 4.1.1 DSC- und Rheologie-Untersuchungen 4.1.2 Aushärtung der flüssigen Harzformulierungen 4.1.2.1 13C-{1H}-CP-MAS-NMR-Spektroskopie 4.1.3 Herstellung von Kohlenstoffen 4.1.4 Untersuchung der Morphologie und Porosität 4.1.4.1 Ausgehärtete Harze 4.1.4.2 Kohlenstoff 4.1.5 Herstellung und Charakterisierung der SiC/C-Faserverbundwerkstoffe 4.1.6 Untersuchung zur Struktur des Kohlenstoffs 4.1.7 Silizierung der Kohlenstoffe 4.1.8 Porosität durch Catecholoxalat 4.2 Kationische Polymerisation von organischen Carbonaten 4.2.1 Synthese organischer Carbonate 4.2.2 Polymerisationsverhalten organischer Carbonate 4.2.3 Kationische Polymerisation organischer Carbonate 4.2.4 Molmassen und thermisches Verhalten 4.2.5 Morphologie der Polymerschäume 4.2.6 Molekulare Struktur 4.2.7 Poröse Kohlenstoffe 4.3 Simultane Polymerisation von organischen Carbonaten und Zwillingsmonomeren 4.3.1 Theoretische Betrachtungen 4.3.2 Polymerisationsverhalten der Monomermischungen 4.3.3 Variation der Reaktionsbedingungen 4.3.4 Morphologie der Organik/SiO2-Hybridmaterialschäume 4.3.5 Molekulare Struktur der Organik/SiO2-Hybridmaterialschäume 4.3.5.1 13C {1H} CP-MAS-NMR-Spektroskopie 4.3.5.2 29Si-{1H}-CP-MAS-NMR-Spektroskopie 4.3.5.3 ATR-FTIR-Spektroskopie 4.3.5.4 Extraktionsversuche der Hybridmaterialien 4.3.5.5 Elementverteilung mittels Energiedispersiver Röntgenspektroskopie 4.3.6 Herstellung poröser Kohlenstoff- und SiO2-Schäume aus Hybridmaterialschäumen 4.3.6.1 Zusammensetzung des Hybridmaterial- und C/SiO2-Schaums 4.3.6.2 Morphologie der Kohlenstoff- und SiO2-Schäume 4.3.7 Porositätsuntersuchungen an porösen Kohlenstoff- und SiO2-Schäumen 4.3.7.1 Stickstoffsorption 4.3.7.2 Quecksilberporosimetrie 5 Zusammenfassung und Ausblick 6 Experimenteller Teil 6.1 Chemikalien 6.2 Charakterisierungsmethoden 6.3 Synthesen 6.3.1 Herstellung von Resolen 6.3.2 Herstellung eines Novolaks 6.3.3 Herstellung eines stickstoffhaltigen Phenolharzes 6.3.4 Herstellung einer flüssigen Harzmischung 6.3.5 Aushärtung der flüssigen Harze und Harzmischungen 6.3.6 Pyrolyse der ausgehärteten Phenolharze und Harzmischungen 6.3.7 Herstellung von SiC-faserverstärkten Kohlenstoffen (SiC/C) 6.3.8 Silizierung von Kohlenstoffen 6.3.9 1,1'-methylenebis(naphthalen-2-ol) 6.3.10 Catecholoxalat 6.3.11 Bis(furan-2-ylmethyl) carbonat (Difurfurylcarbonat DFC) 6.3.12 Bis(p-methoxybenzyl) carbonat (pC) 6.3.13 Bis(m-methoxybenzyl) carbonat (mC) 6.3.14 Tetrafurfuryloxysilan (TFOS) 6.3.15 2,2’-Spirobi[4H-1,3,2-benzodioxasilin] (Spiro) 6.3.16 Polymerisation von mC, pC und DFC 6.3.17 Simultane Polymerisation von Carbonaten mit Zwillingsmonomeren 6.3.18 Extraktion 6.3.19 Pyrolyse der Organik/SiO2-Hybridmaterialien 6.3.20 Siliziumdioxid-Ätzen 6.3.21 Oxidation der Organik/SiO2-Hybridmaterialien 6.3.22 Oxidation der Kohlenstoff/SiO2-Materialien Anhang Literaturverzeichnis Danksagung Selbstständigkeitserklärung Lebenslauf Persönliche Daten Ausbildung und beruflicher Werdegang Liste der Publikationen, Vorträge und Posterpräsentationen

In dieser Arbeit werden Materialmodelle vorgestellt, die Kopplungseffekte zwischen makro- und mikroskopischen Längenskalenbereiche berücksichtigen. Die Theorie dieser Modelle ist in der Lage, bei einem Übergang zu kleineren Bauteilabmessungen einen wachsenden Einfluss mikroskopischer Materialstrukturen auf das Materialverhalten abzubilden. Ein solches Verhalten wird als Längenskaleneffekt bezeichnet. Die Entwicklung der Modelle wird im Rahmen einer mikropolaren Kontinuumstheorie für große Deformationen durchgeführt. Grundsätzlich lässt sich diese Theorie auf alle Materialklassen anwenden, bei denen eine Substruktur unabhängig von einer übergeordneten makroskopischen Struktur rotieren darf. In dieser Arbeit konzentriert man sich bei der Anwendung der mikropolaren Theorie auf Materialien, die elastoplastisches Verhalten aufweisen. Darüber hinaus wird die Theorie erstmals mit einem reibungsbehafteten mikropolaren Kontaktmodell erweitert. Im Einzelnen enthält das Materialmodell für große Deformationen eine neue Formulierung einer nicht-kompatiblen mikropolaren Plastizität. Ausgehend von diesem Modell wird eine Formulierung für kleine Deformationen vorgestellt. Die Plastizitätsmodelle berücksichtigen sowohl isotrope als auch kinematische Verfestigung. Das Kontaktmodell enthält eine besondere Formulierung der klassischen COULOMB’schen Reibung, die erstmals auf mikropolare Reibung verallgemeinert wurde. Alle Modellformulierungen erfüllen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik und sind damit thermodynamisch konsistent. Die entwickelten Materialmodelle wurden im Rahmen der Finite-Elemente-Methode umgesetzt und in geeignete Computerprogramme implementiert. Es wurden insgesamt drei verschiedene Randwertprobleme mit den hier entwickelten Materialmodellen am Computer simuliert. Alle numerischen Beispiele haben qualitativen Charakter und basieren auf angenommenen Materialparametersätzen. Die Rechnungen ohne Kontakt demonstrieren, dass das Modell grundsätzlich in der Lage ist, Längenskaleneffekte wiederzugeben. Was Kontaktprobleme angeht, so war das primäre Ziel, eine Theorie und ihre numerische Umsetzung herauszuarbeiten. Dies ist auch gelungen, wie anhand eines simulierten Eindruckversuchs nachgewiesen wurde.

Gegenstand der Arbeit ist die PFG NMR (nuclear magnetic resonance with pulsed field gradients), wobei speziell die apparativen und experimentellen Bedingungen untersucht werden, welche sich durch die Verwendung ultra-hoher gepulster magnetischer Feldgradienten von bis zu 35T/m ergeben. Motiv für die Arbeit ist die Untersuchung von Diffusionserscheinungen in mikroporösen Wirtssystemen mit inneren magnetischen Feldgradienten oder/und kurzen T2-Relaxationzeiten. Nach Zusammenstellung der notwendigen Werkzeuge zur mathematischen Beschreibung von PFG NMR-Experimenten werden die aus der Literatur bekannten Impulssequenzen kritisch untersucht und durch eigene Weiterentwicklungen ergänzt. Für wichtige PFG NMR-Impulssequenzen wird eine verallgemeinerte Schreibweise vorgestellt und auf beliebige Formen der gepulsten magnetischen Feldgradienten ausgedehnt. Weiterhin werden Störeinflüsse auf das PFG NMR-Experiment untersucht und zunächst in allgemeiner Form Möglichkeiten zu deren Beseitigung bzw. Unterdrückung dargestellt. Die so gewonnenen Erkenntnisse fanden konkrete Anwendung bei der Konzeption und dem Bau des PFG NMR-Spektrometers Fegris 400 NT. Dieses Gerät wird, soweit es den Gegenstand der Arbeit berührt, ebenfalls beschrieben und in der Anlage dokumentiert. Abschließend sind einige Untersuchungen, die mit dem Fegris 400 NT durchgeführt wurden und in der dargestellten Form erst mit diesem Gerät möglich waren, kurz skizziert, wobei für weitergehende Informationen auf die entsprechenden Veröffentlichungen verwiesen wird.

Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung einer mikropolaren Plastizitätstheorie für finite Deformationen, die kinematische und isotrope Verfestigung berücksichtigt. Charakteristische Eigenschaften der Theorie sind die multiplikative Zerlegung des Deformationsgradienten und des mikropolaren Rotationstensors in entsprechende elastische und plastische Anteile. Mittels differentialgeometrischer Konzepte (relative kovariante Ableitung) erfolgt die Definition geeigneter kinematischer Variablen. Die Theorie enthält ein mikropolares Krümmungsmaß in der Momentankonfiguration, das einem räumlichen Gradienten entspricht. Das Elastizitätsgesetz wird vom Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik hergeleitet. Außerdem wird für die Definition der Fließfunktion ein Spannungstensor verwendet, der auf dem Mandelschen Spannungstensor im Rahmen der klassischen (nichtpolaren) Plastizität basiert. Das Fließgesetz wird von dem Postulat von Il'iushin hergeleitet, welches für mikropolare Kontinua angemessen formuliert wird. Die Verfestigungseigenschaften werden in die freie Energie und die Fließfunktion einbezogen, wobei die entsprechenden Evolutionsgleichungen als hinreichende Bedingungen für die Gültigkeit der sogenannten inneren Dissipationsungleichung hergeleitet werden. Auf diese Weise wird für die erarbeiteten mikropolaren Plastizitätsgesetze die thermodynamische Konsistenz gesichert. Mit Hilfe der Methode der finiten Elemente wird das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte konstitutive Modell umgesetzt, um beliebige mechanische Strukturen als Anfangsrandwertprobleme betrachten zu können. Dazu werden die schwache Formulierung des Gleichgewichts für mikropolares Materialverhalten und die konsistente Linearisierung der schwachen Form aus der starken Form des quasistatischen Randwertproblems hergeleitet. Auf der Basis dieser Grundgleichungen erfolgt die Beschreibung der Methode der finiten Elemente mittels Einführung einer Diskretisierung und einer isoparametrischen Interpolation. Bei der Integration der Gleichungen findet das Operator-Split-Verfahren Anwendung. Aus den Gleichungen auf Elementebene werden die globalen Gleichungen assembliert und in einer globalen Gleichgewichtsiteration gelöst. Die Finite-Elemente-Methode kann auf beliebige Elementformulierungen angewandt werden. Hier wird ein eigenständig entwickeltes dreidimensionales 8-Knoten-Volumenelement mit Verschiebungs- und Rotationsfreiheitsgraden betrachtet. Dieses Element wird über die Benutzerschnittstelle Uel in das kommerzielle Finite-Elemente-Programm Abaqus implementiert. Die Finite-Elemente-Berechnungen am Beispiel der Torsion eines Vollzylinders demonstrieren, dass das hier entwickelte mikropolare Plastizitätsmodel in der Lage ist, Längenskaleneffekte im Materialverhalten wiederzugeben. Die berechneten Ergebnisse werden qualitativ sowohl mit experimentellen Resultaten als auch mit den numerischen Resultaten einer mikropolaren Plastizitätstheorie verglichen, die ein mikropolares Krümmungsmaß enthält, das einem räumlichen Gradienten in der Bezugskonfiguration entspricht.

Gegenstand der Arbeit ist die PFG NMR (nuclear magnetic resonance with pulsed field gradients), wobei speziell die apparativen und experimentellen Bedingungen untersucht werden, welche sich durch die Verwendung ultra-hoher gepulster magnetischer Feldgradienten von bis zu 35T/m ergeben. Motiv für die Arbeit ist die Untersuchung von Diffusionserscheinungen in mikroporösen Wirtssystemen mit inneren magnetischen Feldgradienten oder/und kurzen T2-Relaxationzeiten. Nach Zusammenstellung der notwendigen Werkzeuge zur mathematischen Beschreibung von PFG NMR-Experimenten werden die aus der Literatur bekannten Impulssequenzen kritisch untersucht und durch eigene Weiterentwicklungen ergänzt. Für wichtige PFG NMR-Impulssequenzen wird eine verallgemeinerte Schreibweise vorgestellt und auf beliebige Formen der gepulsten magnetischen Feldgradienten ausgedehnt. Weiterhin werden Störeinflüsse auf das PFG NMR-Experiment untersucht und zunächst in allgemeiner Form Möglichkeiten zu deren Beseitigung bzw. Unterdrückung dargestellt. Die so gewonnenen Erkenntnisse fanden konkrete Anwendung bei der Konzeption und dem Bau des PFG NMR-Spektrometers Fegris 400 NT. Dieses Gerät wird, soweit es den Gegenstand der Arbeit berührt, ebenfalls beschrieben und in der Anlage dokumentiert. Abschließend sind einige Untersuchungen, die mit dem Fegris 400 NT durchgeführt wurden und in der dargestellten Form erst mit diesem Gerät möglich waren, kurz skizziert, wobei für weitergehende Informationen auf die entsprechenden Veröffentlichungen verwiesen wird.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung bisher bekannter Methoden der Erzeugung von Kompositmaterialien. Bisherige Methoden wie der Sol-Gel-Prozess und der Einsatz von Hybridmonomeren dienten als Ausgangsbasis der Forschung und das Ziel bestand in der Entwicklung eines neuen Prozesses der frei von den Nachteilen der bekannten Methoden ist und dennoch Komposite gleicher oder besserer Qualität (Mikrostruktur) liefert. Nach theoretischer Vorbetrachtung konnte das neue Prinzip der ‚Zwillingspolymerisation’ – bei der spezielle Hybridmonomere mit besonderer Reaktivität zum Einsatz kommen – praktisch realisiert und noch verbessert werden. Die Herausforderung bestand demnach in der genauen Analyse des Mechanismusses der Zwillingspolymerisation und dessen weitere Verbesserung. Dies geschah durch die Synthese von neuen angepassten ‚Zwillingsmonomeren’, die einem abgewandelten Reaktionsweg folgen. Im Mittelpunkt der Arbeit steht ein Monomer, das Silizium als Zentralatom trägt und zweifach chelatartig an 2-Hydroxybenzylalkohol verestert ist. Durch Einstellung der Reaktionsparameter konnten nun Nanokompositmaterialien erzeugt werden, dessen Einzelphasen Phenolharz und SiO2 sind. Neben der Analytik und Beschreibung dieser Kompositmaterialien wird die Möglichkeit der Umwandlung in mikroporöse Materialien dargestellt. Ein weiterer Anspruch der Arbeit bestand in der Aufklärung des Polymerisationsmechanismus durch theoretische Vorbetrachtungen, computergestützte Rechnungen sowie durch genaue Produktanalysen und Abfangreaktionen.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung bisher bekannter Methoden der Erzeugung von Kompositmaterialien. Bisherige Methoden wie der Sol-Gel-Prozess und der Einsatz von Hybridmonomeren dienten als Ausgangsbasis der Forschung und das Ziel bestand in der Entwicklung eines neuen Prozesses, der frei von den Nachteilen der bekannten Methoden ist und dennoch Komposite gleicher oder besserer Qualität (Mikrostruktur) liefert. Nach theoretischer Vorbetrachtung konnte das neue Prinzip der ‚Zwillingspolymerisation’ – bei der spezielle Hybridmonomere mit besonderer Reaktivität zum Einsatz kommen – praktisch realisiert und noch verbessert werden. Die Herausforderung bestand demnach in der genauen Analyse des Mechanismusses der Zwillingspolymerisation und dessen weitere Verbesserung. Dies geschah durch die Synthese von neuen angepassten ‚Zwillingsmonomeren’, die einem abgewandelten Reaktionsweg folgen. Im Mittelpunkt der Arbeit steht ein Monomer, das Silizium als Zentralatom trägt, welches zweifach chelatartig mit 2-Hydroxybenzylalkohol verestert wurde. Durch Einstellung der Reaktionsparameter konnten nun Nanokompositmaterialien erzeugt werden, dessen Einzelphasen Phenolharz- und SiO2-Abarten sind. Neben der Analytik und Beschreibung dieser Kompositmaterialien wird die Möglichkeit der Umwandlung in mikroporöse Materialien dargestellt. Ein weiterer Anspruch der Arbeit bestand in der Aufklärung des Polymerisationsmechanismusses durch theoretische Vorbetrachtungen, computergestützte Rechnungen sowie durch genaue Produktanalysen und Abfangreaktionen.

In dieser Arbeit wurde die unimolekulare Dissoziations- und Rekombinations-Reaktion von Jodmolekülen untersucht, die in mikroporösen Porosil-Kristalliten eingelagert waren. Hierfür wurden sowohl experimentelle Pump-Probe-Experimente als auch theoretische Untersuchungen auf der Femtosekunden-Zeitskala durchgeführt. Die Idee, die diesen Experimenten zugrunde lag, bestand darin, zu erfahren, in welcher Weise und in welchem Maße die Struktur der Umgebung einen Einfluss auf die elementaren dynamischen Prozesse der Reaktion ausübt. Die hier untersuchten Systeme I$_2$ in DDR-, TON-, FER- und MFI-Porosilen sind Modellsysteme für komplexere Moleküle, eingelagert in einer mikroporösen kristallinen Umgebung
The thesis presents experimental as well as theoretical investigations of the unimolecular reaction of iodine molecules embedded in different porosils. The elementary steps of the reaction could be accessed using femtosecond time-resolved pump-probe spectroscopy. The main goal of the research work was to learn more about the influence of the surroundings of the reacting molecules on the reaction dynamics resulting in dissociation and recombination processes. The iodine molecules enclosed in varying geometrical structures of DDR, TON, FER, and MFI porosils can be considered models for more complex molecular systems even including elementary catalytical processes in the microporous zeolites

Die Pyrolyse ausgewählter Polysiloxane und Poly(chlor)silane erzeugt meso- und mikroporöses SiC, welches als Hochtemperatur-beständiges Material für Filter, Katalysatorträger und Sensoren ein hohes Anwendungspotential besitzt. Der Pyrolyseprozess bis 1500 °C wird thermogravimetrisch und massenspektrometrisch verfolgt und die resultierenden &quot;Bulk&quot;-Pyrolysate mittels DRIFT-Messungen, Elementaranalyse, XRD, N2-Adsorption und FESEM charakterisiert. Zusammensetzung, Kristallinität und Poreneigenschaften des precursorabgeleiteten SiC lassen sich über die Precursorart sowie über die Pyrolysetemperatur und -dauer steuern. Die Poren entstehen je nach Precursor zwischen 1200 und 1500 °C. Im Falle von mesoporösen Pyrolysaten wird die Porenbildung in erster Linie durch die Abgabe gasförmiger Reaktionsprodukte hervorgerufen. Die Porengrößen dieser Produkte liegen zwischen 6 und 12 nm und die spezifische Oberfläche beträgt bis zu 270 m2/g. Bei den mikroporösen Pyrolysaten, gekennzeichnet durch Poren von 1,5 nm Größe und spezifischen Oberflächen bis 530 m2/g, werden die Poreneigenschaften vor allem durch den im Überschuss vorhandenen elementaren Kohlenstoff geprägt.