Lehrgebiet "Polymereigenschaften“ in der Fakultät Werkstofftechnik

Prof. Dr. rer. nat.  Joachim Fröhlich

In den letzten Jahrzehnten haben wir einen regelrechten Siegeszug der polymeren Werkstoffe erlebt. Während Anfang der 1950er Jahre der Weltjahresverbrauch noch bei wenigen Millionen Tonnen lag, sind wir heute bei weit über 250 Millionen Tonnen pro Jahr angelangt – Tendenz  weiter steigend. Diese enorme Bedeutung verdanken die polymeren Werkstoffe einerseits ihrer enormen Produktvielfalt, insbesondere aber ihren einzigartigen Verarbeitungs- und Anwendungseigenschaften. So zeichnen sich Kunststoffe z.B. durch einen hohen Freiheitsgrad bei der Formgebung aus, was ein sehr großes Maß an Designfreiheit  von Bauteilen ermöglicht. Außerdem sind sie – selbst im Vergleich mit Leichtmetallen wie Aluminium -  als Werkstoff extrem leicht bei gleichzeitig hervorragenden mechanischen Eigenschaften. So verwundert es nicht, dass Polymerwerkstoffe dem allgemeinen Trend „Leichtbau im Automobil“ folgend auch dort eine enorme technische wie mengenmäßige Bedeutung erlangt haben.

Im Grundstudium des Bachelorstudiengangs Werkstofftechnik wird das Basiswissen rund um das Thema Polymere Werkstoffe vermittelt. Hier wird zum Beispiel erklärt, was der Unterschied zwischen einem Thermoplasten und Duroplasten oder einem Elastomer ist. Insbesondere wird hier Bezug genommen auf die chemischen und strukturellen Unterschiede dieser Materialklassen. Warum ist ein Kunststoff auch als Polymerfaser einsetzbar, der andere aber nicht? Dass Verständnis für derartige Zusammenhänge wird umfassend erarbeitet. Abgerundet werden die Lehrinhalte mit einem allgemeinen Gesamtüberblick über die chemischen, physikalischen und anwendungstechnischen Eigenschaften von Polymeren. Umwelt- und Recyclingaspekte kommen in der Diskussion ebenfalls nicht zu kurz.

In den Vertiefungsvorlesungen im Schwerpunkt (Hauptstudium Bachelor)   bzw. im Master wird das erlangte Wissen aus dem Grundstudium um ausgewählte und anwendungsbezogene Spezialthemen auf dem Gebiet der Polymerwerkstoffe erweitert. Der Fokus liegt hier insbesondere auf den mechanischen und thermischen Eigenschaften von Polymeren. Eine sehr große Bedeutung hat hier z.B. auch die Dynamisch-Mechanische Analyse (DMA) des zeit- und temperaturabhängigen Materialverhaltens von Polymeren. Warum kriecht ein Thermoplast während seiner Lebensdauer unter Last, oder wie erzeugt eine Reifenlauffläche Straßenhaftung bei Nässe? Antworten auf Fragen wie diese werden hier ausführlich  gemeinsam erarbeitet.