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Alterung von Kunststoffen während der Verarbeitung und im Gebrauch

Der Verarbeitungsprozess wirkt sich durch thermische, thermisch-oxidative und mechanische Belastungen auf die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Kunststoffen aus. Zusätzlich prägt er die morphologische Struktur, die sich über die Diffusion von Sauerstoff auf den Abbau während der Gebrauchsphase auswirken kann. Im Gebrauch spielt im Gegensatz zur Verarbeitung neben den chemischen Alterungsvorgängen auch die physikalischen Alterungsvorgänge eine zusätzliche Rolle.

Der thermisch-oxidative Abbau von Polyamid führt zu Kettenspaltungen und anschließenden Vernetzungsreaktionen, wobei es zudem zur Nachkondensation kommen kann. Polyamid zeigt während der Verarbeitung einen geringen Einfluss der Verarbeitungsatmosphäre auf das Alterungsverhalten. Es zeigen sich jedoch drastische Auswirkungen durch die mechanischen und thermischen Belastungen, In der Anwendung zeigt sich eine heterogene Alterung des Polyamids bedingt durch die Sauerstoffdiffusion. Die Oberfläche von Polyamid vergilbt, während der Kern unbeeinflusst ist. Durch die Oxidation erhöht sich die Nachkristallisation gegenüber einer nicht oxidierten Probe (Chemo-Kristallisation).

Die thermisch-oxidative Alterung von Polypropylen führt zu Kettenspaltungen. Die Oxidation von Polypropylen ist heterogen. In teilweise optisch noch unverändertem Material befinden sich verfärbte, sehr spröde Bereiche hoch-oxidierten Materials. Die Verarbeitungsatmosphäre zeigt einen deutlichen Einfluss auf die Eigenschaften des Polypropylens, wobei die Verarbeitungstemperatur und die mechanische Belastung berücksichtigt werden muss. In der Anwendung zeigt sich ebenfalls eine stärker ausgeprägte physikalische Alterung durch die Oxidation des Werkstoffes.

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 Sonja Pongratz

Sonja Pongratz
Lehrstuhl für Kunststofftechnik (LKT)
Universität Erlangen-Nürnberg

Informationen

Freie Schlagwörter: Alterung, Polymerabbau, Verarbeitung, Gebrauch, Polypropylen, Polyamid
Institut / Lehrstuhl: Technische Fakultät der Universität Erlangen-Nürnberg
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gottfried W. Ehrenstein (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. Volker Altstädt
Erscheinungsjahr: 2000
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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