Lehrinhalte
Es werden aktuelle Herausforderungen und Techniken der Polymerchemie und Kunststoffindustrie mit den Fokusthemen Zirkularität, additive Fertigung und Digitalisierung/Modellierung behandelt. Dabei wird das Konzept der Zirkularität (Circular Economy) am Beispiel der Kunststoffe vorgestellt. Mechanisches und chemisches Recycling, Life Cycle Assessment und Abfallmanagement im industriellen Kontext werden erläutert.
Die Technologien und Geräte der additiven Fertigung werden eingeführt und 3D-gedrucktes Equipment im Labor- und industriellen Maßstab sowie Anwendungsbeispiele für Reaktoren und Reaktionen werden vorgestellt. In dem Kontext wird auch die Herausforderung des Übergangs vom Batch zum kontinuierlichen Polymerisationsprozess für homogene sowie heterogene Systeme, wie Emulsionspolymerisationen, besprochen.
Abschließend wird die Digitalisierung und Modellierung als wichtiger Bestandteil der Polymerisationstechnik vorgestellt, wobei „digital twins“, kinetische und thermodynamische Modelle, Fluiddynamik (Computational Fluid Dynamics CFD), molekulare Modellierung, statistische Methoden und Machine Learning (ML) behandelt werden.
Literatur
Aktuelle Arbeiten aus dem Gebiet des Polymer Reaction Engineering
Offizielle Kursbeschreibung
Qualifikationsziele / Lernergebnisse
Die Studierenden haben einen Überblick über die Grundlagen sowie den aktuellen Forschungsstand der Circular Economy im Bereich der Polymerisationstechnik. Sie sind in der Lage, Strategien im Bereich der Zirkularität von Kunststoffen einzuordnen, zu entwickeln und im Hinblick auf ihre Nachhaltigkeit zu bewerten. Dabei haben sie einen ganzheitlichen Überblick über Chancen, Risiken und mögliche Effekte.
Weiterhin kennen die Studierenden die unterschiedlichen 3D-Druck-Verfahren und können für eine gegebene Fragestellung in Forschung & Entwicklung oder im industriellen Umfeld die passende Herangehensweise auswählen.
Die Studierenden kennen die aktuellen Themen der Digitalisierung sowie die in diesem Kontext eingesetzten Modellierungstechniken, um Fragestellungen der Polymerisationstechnik zu beantworten.
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- Lehrende: Kristina Zentel