Buch

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Übersicht

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Verlag	:	Kassel University Press
Buchreihe	:	Schriftenreihe des Instituts für Werkstofftechnik / Kunststofftechnik (Bd. 20)
Sprache	:	Deutsch
Erschienen	:	07. 02. 2025
Seiten	:	156
Einband	:	Kartoniert
Höhe	:	210 mm
Breite	:	148 mm
Gewicht	:	210 g
ISBN	:	9783737612067

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Produktinformation

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Elektrochrome (EC), abdunkelbare Glasscheiben für den Wärme- und Blendschutz in Gebäuden, oft als Smart Windows bezeichnet, sind im Handel erhältlich, ebenso wie selbst abdunkelnde Rückspiegel oder Fenster in Flugzeugkabinen. Kennzeichnend sind der nach wie vor hohe Preis und Glas als Trägermaterial der Systeme. Anwendungen auf Kunststoffbasis wie Visiere, Skibrillen und Autoscheiben, die ein geringes Gewicht, eine dreidimensionale Geometrie und eine Fertigung mit hohem Durchsatz erfordern, sind bislang nicht auf dem Markt. Um derartige EC Bauteile (ECDs) herzustellen, könnte eine flexible EC Folie im Spritzgießverfahren mit Kunststoffschmelze hinterspritzt werden und in einem einzigen automatisierten Schritt mit geringer Verarbeitungszeit zu kompakten 3D-Geometrien weiterverarbeitet werden. Zu diesem Zweck wird eine flexible EC Folie mit Indium-Zinnoxid (ITO)-beschichteter Polycarbonatfolie (PC) als transparente leitfähige Elektrode (transparent conductive electrode - TCE) und flexiblem Polymerelektrolyten hergestellt und dieses ECD sowie dessen Bestandteile zunächst detailliert charakterisiert. Besonders ist das Trägermaterial PC, bei dem es sich um einen hochwertigen, technischen Kunststoff handelt, der aufgrund seiner optischen und mechanischen Eigenschaften besonders für transparente Anwendungen geeignet ist. Die meisten in der Literatur beschriebenen Systeme basieren auf einem PET/ITO Substrat, das kommerziell verfügbar ist. Mit Blick auf die zu erwartenden prozessbedingten thermomechanischen Beanspruchungen während der Verarbeitung der EC Folie im Spritzgießprozess wird die Widerstandsfähigkeit der PC/ITO-TCE unter Variation der ITO-Schichtdicke bei thermischer und thermomechanischer Beanspruchung untersucht und der Einfluss des Hinterspritzens auf die Eigenschaften charakterisiert. Im zweiten Schritt wird die flexible EC Folie als Gesamtsystem im Spritzprägeverfahren hinterspritzt. Besonderer Fokus liegt daneben aufgrund seiner Schlüsselrolle im elektrochemischen System auf dem verwendeten elastomeren Gel-Elektrolyten mit Polyurethanmatrix, der sich in Vorarbeiten als vorteilhaft zeigte. Untersucht werden das Aushärteverhalten und der Einfluss des Anteils von Lösungsmittel und Leitsalz auf die Ionenleitfähigkeit sowie die optischen und mechanischen Eigenschaften. Weiterhin wird die Beständigkeit des Elektrolyten bei künstlicher Bewitterung bei 25/50 °C und 50 % relativer Feuchte in Luft und bei 25 °C in trockener Stickstoffatmosphäre, jeweils mit und ohne UV-Bestrahlung, in Abhängigkeit von der Menge an Leitsalz und Lösungsmittel untersucht.Electrochromic (EC), dimmable glass panes for heat and glare protection in buildings, often referred to as smart windows, are commercially available, as are self-darkening rear-view mirrors or windows in aircraft cabins. These systems are still characterized by their high price and glass as a carrier material. Plastic-based applications such as visors, ski goggles and car windows, which require low weight, three-dimensional geometry and high-throughput production, are not yet available on the market. To produce such EC devices (ECDs), a flexible EC film could be back-injected with plastic melt in an injection molding process and further processed into compact 3D geometries in a single automated step with low processing time. For this purpose, a flexible EC film with indium tin oxide (ITO)-coated polycarbonate (PC) film as a transparent conductive electrode (TCE) and flexible polymer electrolyte is produced and this ECD and its components are first characterized in detail. The carrier material PC, which is a high-quality engineering plastic, is particularly suitable for transparent applications due to its optical and mechanical properties. Most of the systems described in the literature are based on a PET/ITO substrate, which is commercially available. Considering the expected process-related thermomechanical stresses during the processing of the EC film in the injection moulding process, the resistance of the PC/ITO-TCE under variation of the ITO layer thickness under thermal and thermomechanical stress is investigated and the influence of back injection moulding on the properties is characterized. In a second step, the flexible EC film is back-injected as a complete system using the injection compression molding process. Due to its key role in the electrochemical system, particular focus is also placed on the elastomeric gel electrolyte with polyurethane matrix used, which has been shown to be advantageous in preliminary work. The curing behavior and the influence of the proportion of solvent and conducting salt on the ionic conductivity as well as the optical and mechanical properties are being investigated. Furthermore, the resistance of the electrolyte to artificial weathering at 25/50 °C and 50 % relative humidity in air and at 25 °C in a dry nitrogen atmosphere, in each case with and without UV irradiation, is investigated as a function of the amount of conducting salt and solvent.

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