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Schadensanalytik und Qualitätskontrolle bei |
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M. Weller, C. Ulrich, G. Twardon Institut für Kunststoffprüfung und Kunststoffkunde
IKP,
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Die Kopplung der beiden Analytikmethoden TGA und FT-IR kombiniert auf ideale Weise die spezifischen Vorteile beider Verfahren und ist damit eine elegante und einfache Methode zur Schadensbestimmung und Qualitätskontrolle bei polymeren Werkstoffen. Sie liefert simultan quantitative (TGA) und qualitative (FT-IR) Informationen über das thermische Stabilitätsverhalten, den Nachweis von Verunreinigungen, beschreibt den Einfluss und das
Abbauverhalten von Additiven, den Mechanismus des thermischen Abbaus und das Desorptionsverhalten. Die Thermogravimetrie ist eine Methode zur Untersuchung der auftretenden Massenänderung in Abhängigkeit von Temperatur und/oder Zeit. Auf diese Weise kann das thermische Abbauverhalten des Polymers charakterisiert werden. Die Untersuchung liefert Erkenntnisse über die thermische Stabilität sowohl des Polymers als auch der Zusatzstoffe und Additive. Fehlerhafte Materialkennwerte, wie Versprödung, Bruch, Ermüdung können z.B. durch die Bestimmung des gegebenenfalls verringerten Additivgehaltes nachgewiesen werden. Der Verlauf der thermogravimetrischen Abbaukurve ist dabei stark von der Gasatmosphäre abhängig. Möglich ist z.B. eine pyrolytische Zersetzung der Probe unter Inertgasatmosphäre (N2) mit anschliessender Untersuchung des entstehenden Rückstands. FT-IR-Spektroskopie ist eine etablierte Methode zur Identifikation von
organischen Substanzen in der Festphase ebenso wie zur Bestimmung der
gasförmigen Zersetzungsprodukte einer Pyrolyse. Am Institut für Kunststoffprüfung und Kunststoffkunde IKP der Universität Stuttgart wird die Kopplung von FT-IR und TGA zur Schadensbestimmung und routinemässigen Qualitätskontrolle an Bauteilen aus polymeren Werkstoffen eingesetzt. Ausgewählte Beispiele zeigen die Leistungsfähigkeit der angewandten Methode. Bei der Untersuchung von EPDM-Proben mit unterschiedlichem
Rutschverhalten auf glattem Untergrund konnten mittels FTIR-TGA Unterschiede in der Zusammensetzung (Füllstoffe, Additive) nachgewiesen werden.
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