Chemische und physikalische Analyse

Institut für Kunststofftechnik

Die chemische und physikalische Analayse am IKT gibt durch verschiedene Prüfverfahren Aufschluss über den Aufbau, die Zusammensetzung und die Eigenschaften des Kunststoffs.

Dichtebestimmung

Die Dichte nicht geschäumter Proben kann mittels Eintauchverfahren direkt auf einer Waage bestimmt werden. Dabei werden die scheinbare Masse an Luft und der Auftrieb eines Probenkörpers in Wasser gemessen. Da der Auftrieb unmittelbar mit der Dichte zusammenhängt, kann diese aus beiden Wägungen berechnet werden.

Prüfnormen:

  • DIN EN ISO 1183-1 - Teil 1 (akkr.)

Bestimmung des Restwassergehalts

Kalziumhydrid-Methode

Die Feuchtigkeit in der Probe wird durch Beheizen des evakuierten Reaktionsgefäßes aus der Probe getrieben. Der frei werdende Wasserdampf reagiert mit Kalziumhydrid zu Wasserstoff, dessen Dampfdruck gemessen wird. Der Dampfdruck ist streng proportional zur Wassermenge. Mit Hilfe der Einwaage lässt sich der Wassergehalt bestimmen. Andere flüchtige Substanzen gehen mit dem Kalziumhydrid keine Reaktion ein und nehmen somit nicht an der Reaktion teil.

Lösungsviskositätsbestimmung

Zur Bestimmung der Viskositätszahl wird die Probe in einem geeigneten Lösemittel gelöst und anschließend die Durchlaufzeit durch ein Kapillarviskosimeter gemessen. Die gemessene Zeit ist ein Maß für die Viskosität der Probe. Hierbei können z.B. Bauteile mit dem Ausgangsmaterial verglichen werden.

Prüfnormen:

  • DIN EN ISO 307 (akkr.)
  • DIN EN ISO 1628-5 (akkr.)

Extraktion

Die Norm legt Verfahren zur Bestimmung von Bestandteilen in Kunststoffen, die durch heiße organische Flüssigkeiten dicht unter ihren Siedetemperaturen extrahiert werden können, fest. Die extrahierbaren Bestandteile können aus Monomeren, Oligomeren, Polymeren, Weichmachern, Stabilisatoren usw. bestehen. Die Art und die Menge an exrahierbaren Bestandteilen haben Einfluss auf die Eigenschaften der Kunststoffe. Die anzuwendende Extraktionsflüssigkeit richtet sich nach der Art des Kunststoffes und nach dem Ziel der Bestimmung.

Prüfnormen:

  • ISO 1407 (akkr.)
  • ISO 6427 (akkr.)
  • DIN EN ISO 6427 (akkr.)
  • Liebherr-Norm Artikelcode: 982205114 Version 012 (akkr.)

Füllstoff- Fasergehalt- und Faserlängenbestimmung

Zur Füllstoff- und Fasergehaltsbestimmung kommen zwei Verfahren zur Anwendung. Bei der Ermittlung des Glührückstandes wird die Kunststoffmatrix, die mit Fasern gefüllt ist, in einem Hochtemperaturofen vollständig unter Luftzufuhr vollständig verascht. Bei der chemischen Extraktion werden die Fasern, durch Auflösen der Matrix mit geeigneten Lösemitteln separiert (z.B.: Kohlefasern, die bei der Veraschung mit verbrennen würden). Durch Vereinzelung der Fasern mit geeigneten Verfahren, Fotodokumentation und Digitalisierung der Bilder kann mithilfe eines geeigneten Programmtools die Faserlänge bzw. Längenverteilung ermittelt werden.

Infrarotspektroskopie (FT-IR) mit Mikroskopie-Einrichtung

Bei der FT-IR-Spektroskopie treten die Proben in Wechselwirkung mit infraroter Strahlung. Diese regt Molekülgruppen zu Schwingungen bei charakteristischen Wellenlängen an, wodurch Strahlung absorbiert wird. Im Spektrum entstehen Absorptionsbanden, die für funktionelle Gruppen im Molekül charakteristisch sind, und daher Rückschlüsse auf die Materialzusammensetzung erlauben. Für sehr kleine zu untersuchende Regionen auf der Probe besteht die Möglichkeit mittels einem FT-IR-Mikroskop die Messposition mit Hilfe eines Mikroskops genau anzufahren, und dann durch Ersetzen des optischen Objektives durch den Messsensor genau an der festgelegten Position das Spektrum aufzunehmen und so lokal begrenzte Verunreinigungen sehr genau zu detektieren.

Ansprechpartnerinnen für chemische Analyseverfahren

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Selina Scherzer

M. Sc.

Leiterin akkreditiertes Prüflabor

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Nina Jung

Bachelor Professional in Technik (Chemietechnik)

Stellv. Leiterin Ingenieur- und Prüfdienstleistungen

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