Gibbsit und Aluminiumoxid Einkristallnanoplättchen für PE Nanokomposite Mehrzentrenträgerkatalysatoren und selbstverstärkendes Polyethylen Zusammenfassung: This work deals with the synthesis of new reinforced polyethylene nanocomposites based on gibbsite single crystal nanoplatelets (G NPL) and oblate Al2O3 particles (corundum). Aqueous pseudohexagonale G NPL dispersions were obtained by hydrothermal crystallization. Drying of the dispersions resulted in a white solid material which was calcined at 600°C to receive Al2O3 platelets with the same morphology (G NPL 600). Efforts to get corund platelets via treatment at 1200°C failed due to sintering of the particles. An alternative synthesis route yielded in corund microplatelets (KMP) which were used together with commercial available corund nanoflakes (WS) as reference materials. Incorporation of these fillers into polyethylene was conducted on one hand by conventional melt blending and injection molding and on the other hand by rate controlled in situ polymerizations. Obviously homogeneous platelet dispersions could not be obtained via compounding when the fillers had no surface modification. In contrast polydopamine surface covered G NPL were well dispersed in polyethylene by simple compounding. Also the catalytic in situ polymerizations in presence of platelet dispersions resulted in well dispersed composite materials. In comparison to unfilled HDPE e modulus (+ 320 %) and toughness (partial break) were increased simultaneously. G NPL an G NPL 600 caused embrittlement whereas KMP and WS led to 600% break elongations with filler contents up to 8.6 wt. %.G NPL and G NPL 600 were excellent carrier materials in the heterogenic ethylene polymerization. Different catalysts could be immobilized to produce PE wax HDPE and UHMWPE. Especially the Brookhart catalyst FeBIP showed activities up to 32.000 g mmol h 1. Reaction of G NPL with stearic acid yielded in a surface covering with the fatty acid of about 1 wt. % (G NPL S). Mixtures of G NPL S and G NPL 600 were used as carriers for the synthesis of bimodal UHMWPE HDPE reactoblends. The attendance of stearic acid resulted in increased activities (+ 115 %) and better platelets dispersions in the pe matrix. Furthermore anisotropy of the filler along the injection direction was realized. By variation of the catalyst rates on the surface of the platelets UHMWPE and HDPE contents were selectively adjusted. Processing of these reactorblends via injection molding induced generation of shish kebab fibers which were responsible for increased stiffness (+ 100 %) and toughness (partial break).With immobil ... Zusammenfassung: In der vorliegenden Arbeit wurden neue Polyethylen Nanokomposite auf Basis von Gibbsit Einkristallnanoplättchen (G NPL) sowie oblaten Al2O3 bzw. Korundpartikeln hergestellt. Die Synthese der pseudohexagonalen Gibbsit Einkristalle erfolgte als Scale up (200g) in einer Hydrothermalkristallisation und lieferte wässrige Plättchendispersionen. Durch Trocknen und Calcinieren des Produkts bei 600°C konnte unter Erhalt der Plättchenmorphologie Aluminiumoxid (G NPL 600) erhalten werden. Eine Umwandlung in die Korundmodifikation ging allerdings mit dem Verlust der oblaten Morphologie einher. Dennoch konnten über eine alternative Syntheseroute hexagonale Korund Mikroplättchen (KMP) erhalten werden die zusammen mit kommerziellen Korund Nanoflakes (WS) als Referenz dienten. Die Inkorporierung der Füllstoffe in Polyethylen erfolgte zum einen via konventioneller Verarbeitung durch Extrusion und Spritzguss und zum anderen durch umsatzkontrollierte in situ Polymerisationen. Dabei zeigte sich dass eine homogene Plättchenverteilung durch einfaches Compoundieren ohne Oberflächenfunktionalisierung nicht möglich ist. Polydopaminbeschichtete Gibbsit Plättchen konnten hingegen sehr gut in der Polyethylenmatrix dispergiert werden. Auch die katalytische in situ Polymerisation in Anwesenheit der Füllstoffdispersionen resultierte in homogenen Verteilungen der oblaten Partikel. Die erhaltenen Komposite profitierten im Vergleich zu ungefülltem HDPE von einer Steifigkeitszunahme von 320% sowie sehr hohen Kerbschlagzähigkeiten (partial break). Während die Nanofüllstoffe G NPL und G NPL 600 zu einer Versprödung führten besaßen KMP und WS Komposite bis zu einen Füllstoffgehalt von 8.6 Gew. % eine Bruchdehnung von 600%. Korund Plättchen waren nur bedingt als Trägermaterialien für die heterogene Ethylenpolymerisation geeignet dafür waren G NPL und G NPL 600 als Träger ausgezeichnet dafür durch Immobilisierung verschiedener Katalysatoren sowohl PE Wachse als auch HDPE und UHMWPE herzustellen. Insbesondere der Brookhart Katalysator FeBIP zeigte auf G NPL und G NPL 600 geträgert Aktivitäten von bis zu 32.000 g mmol h 1. Durch Umsetzung von G NPL mit Stearinsäure (G NPL S) konnte die Oberfläche der Plättchen mit ca. 1 Gew. % der Fettsäure beschichtet werden. Diese dienten zusammen mit G NPL 600 als Träger für die Darstellung bimodaler HDPE UHMWPE Reaktorblends. Durch die Anwesenheit der Stearinsä ...