Prüfung von Kunststoffformteilen durch Thermoanalyse

03.05.2002

Kunststoffe sind längst zu einem unverzichtbaren Bestandteil unseres Alltags geworden. So selbstverständlich machen wir inzwischen von Kunststoffen Gebrauch, dass wir uns ihrer schon gar nicht mehr recht bewusst werden. Und das, obwohl es eine riesige Vielfalt von Kunststoffen gibt. Von der elastischen und isolierenden Kabelummantelung über den aromafesten und recyclebaren Joghurtbecher bis hin zum leichten und stoßfesten Kotflügel, verlassen wir uns täglich auf die Qualitätseigenschaften von Kunststoffen. Bedenkt man zudem, dass viele Kunststoffteile entscheidende Funktionen in komplexen Apparaturen wie Inhalationsgeräten erfüllen, wird deutlich, wie wichtig eine hohe Wertigkeit von Kunststoffen geworden ist.

Um die Funktionalität und damit die Lebensdauer eines solchen Apparates gewährleisten zu können, muss die Qualität der eingesetzten Kunststoffteile gesichert werden. Als ein solches Prüfverfahren für die Qualitätssicherung von Bauteilen aus Kunststoff wird an der Fachhochschule Aalen unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Achim Frick die dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) eingesetzt, das zum Beispiel Aussagen über die Art des Kunststoffes, seine Zusammensetzung und seine Reinheit erlaubt.

Dieses Verfahren beruht darauf, dass verschiedene Werkstoffe auch eine verschiedene Innere (Wärme-) Energie gespeichert haben. Entsprechend unterscheiden sie sich auch in ihren Wärmekapazitäten, d.h. in ihrem Vermögen, Energie aufzunehmen oder abzugeben. Die DSC nutzt dieses unterschiedliche Verhalten: es werden die Temperaturdifferenz zwischen der zu untersuchenden Kunststoffprobe und einer bekannten Referenzprobe in Abhängigkeit von der aufheizenden Ofentemperatur gemessen. Daraus ergeben sich Aufschlüsse über die spezifischen Eigenschaften der Kunststoffprobe. Je nachdem, wie sich die Probe beim Aufheizen oder Abkühlen verhält, kann die physikalische Zusammensetzung der Probe, ihre Molmasse und ihre thermische Vorgeschichte, aber auch Fertigungseinflüsse bei der Herstellung des Kunststoffes ermittelt werden. "Dadurch ist es möglich, die Qualität eines Bauteils in Bezug auf sein Eigenschaftsprofil zu charakterisieren", erklärt Dipl.-Ing. (FH) Claudia Stern das von ihr betreute Verfahren.

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