Makroskopische Eigenschaften von elektrogesponnenen Nanofaser-Vliesen: Vergleich von theoretischen Vorhersagen und experimentellen Befunden

Durch Elektrospinnen lassen sich hochporöse Vliese aus Nanofasern herstellen, die mittlerweile ein wichtiger Bestandteil vieler technischer Bereiche sind. Dazu zählen Anwendungen in der Filtertechnik ebenso wie in funtionalen Textilien oder als Trägermaterialien für Katalysatoren oder Gewebezüchtungen. All diese Anwendungsgebiete benötigen genau abgestimmte Parameter, wie z.B. Porengröße, innere Oberfläche oder Permeabilität. Durch Elektrospinnen lassen sich gezielt Strukturparameter einstellen, wie z.B. Faserdurchmesser, Vlies-Architektur und Porosität. Gerade der Zusammenhang zwischen diesen Strukturparametern, die durch Elektrospinnen eingestellt werden, und den Parametern, die die Eigenschaften des Vlieses festlegen, ist von enormer Bedeutung für optimierte Anwendungen von Nanofaser-Vliesen. In dieser Arbeit werden Vorhersagen zu solchen Zusammenhängen, basierend auf Monte Carlo Simulationen zu idealen Faser-Vliesen, betrachtet. Gleichzeitig werden diese Zusammenhänge anhand von realen elektrogesponnenen Faser-vliesen untersucht. Dazu werden unterschiedliche Polymere und Faserstrukturen untersucht. Die theoretischen Vorhersagen werden mit den realen experimentellen Befunden verglichen. Dieser Vergleich deutet darauf hin, dass sich Monte Carlo Simulationen von idealen Faser-Vliesen hervorragend eignen, um auch die Zusamnenhänge zwischen Struktur und Eigenschaften von realen Nanofaser-Vliesen zu beschreiben. Diese Erkenntnis ermöglichen ein gezieltes Design von Faser-Vliesen mit genau eingestellten Eigenschaften, speziell geeignet für oben genannte Anwendungsgebiete