Werkstoffcharakterisierung

Kalorimetrische Untersuchungen an Polymeren werden in der Regel mit der dynamischen Differenzkalorimetrie (DSC) ausgeführt. Bei der DSC wird die Wärmemenge ermittelt, die von einer Probe aufgenommen bzw. abgegeben wird, während sie einem definierten Heiz- und Kühlprogramm unterworfen wird. Auf diese Weise lassen sich thermodynamische Kenngrössen wie Umwandlungstemperaturen sowie Schmelz- und Reaktionswärmemengen bestimmen. Folgende Aspekte können mit der DSC untersucht werden:

• Physikalische Umwandlungen: Schmelzen, Kristallisieren, Verdampfen, Glasübergänge
• Chemische Prozesse: Zersetzung und Pyrolyseverhalten, Oxidationsstabilität (OIT), Zusammensetzung, Reaktionsenthalpie, Reaktionskinetik, Vernetzungen, Aushärtungen

Laborausstattung

• DSC-Modul Q1000 (TA Instruments)
• DSC 25 (TA Instruments)
• Messungen im Bereich -90 °C - 600 °C möglich

Die Thermogravimetrische Analyse (TGA) dient zur Untersuchung von physikalischen Vorgängen und chemischen Reaktionen, die mit Masseänderungen in einer bestimmten Gasatmosphäre (z.B. N₂ oder synt. Luft) verbunden sind. Damit können Gewichtsverlust oder -zunahme als Funktion der Temperatur oder Zeit aufgenommen werden. Die Anwendungsbeispiele sind: Bestimmung von Polymerzusammensetzungen, Rußgehalt, Quantitative Bestimmung von Füllstoffen z.B. Kreide, Talkum, Glasfaser, Stabilisator Abbau / Alterung von Kunststoffen, …

Laborausstattung

• TGA Q500 (TA Instruments)
• Messungen im Bereich RT - 1000 °C möglich

Die Dynamisch Mechanische Analyse (DMA) liefert Informationen über den Verlauf mechanischer Eigenschaften unter geringer, meist sinusförmiger dynamischer Belastung als Funktion der Temperatur, Zeit und/oder Frequenz. Das Messprinzip der DMA besteht darin eine Probe mit einer sinusförmigen Beanspruchung (Frequenz) zu belasten und die daraus resultierende Spannung zu messen. Die Anwendungsbeispiele für DMA sind: Viskoelastisches Verhalten eines Polymers, Glasübergang, Kristallisation und Schmelzen, Entspannungsverhalten, Phasenübergänge, Speicher und Verlust Modul, Relaxation und Kriechverhalten, Härtungs- und Polymerisationsreaktionen, Materialfehler, Auswirkungen durch Füllmaterialien, …

Laborausstattung

• TMA Q800 (TA Instruments)
• Messungen im Temperaturbereich -150 °C - 600 °C  und Frequenzbereich von 0,01 bis 200 Hz möglich

Mit der thermodynamischen Analyse (TMA) werden Dimensionsänderungen einer Probe unter mechanischer Beanspruchung als Funktion der Temperatur gemessen.

Die TMA erlaubt die Bestimmung von thermischen Effekten (Erweichen z.B. T_g von Polymeren, Änderung des Ausdehnungskoeffizienten, Quellen in Lösemitteln, Schrumpfen), Temperaturen, welche den thermischen Effekt charakterisieren, Verformungsstufenhöhen (Ausmass der Deformation) und den thermischen Ausdehnungskoeffizienten.

Laborausstattung

• TMA Q400 (TA Instruments)
• Messungen im Bereich RT  - 1000 °C möglich