Identifizieren von Polymerblends durch Messung des Glasübergangs
Die Verwendung von Polymerblends in Industrieanwendungen hat im Laufe der vergangenen Jahrzehnte immer mehr zugenommen. Vor Kurzem wurde verstärkt an der Entwicklung neuer Polymerwerkstoffe gearbeitet, die bessere Eigenschaften für Spezialanwendungen oder eine bessere Kombination verschiedener Eigenschaften aufweisen.
(industrietreff) - Bei der Entwicklung geeigneter Polyblends ist eine Reihe unterschiedlicher Problemfelder in Forschung, Entwicklung und Qualitätskontrolle zu berücksichtigen. Einer der wichtigsten Punkte betrifft die Verträglichkeit der gemischten Polymere. Bei den verträglichen Polymermischungen treten die folgenden unerwünschten physikalischen und chemischen Phänomene nicht auf:
• Vorzeitige Alterung
• Brüche und Rissbildung
• Abrieb
• Zerlegung oder Auflösung
• Undurchlässigkeit für natürliche Elemente
• Chemische Beeinträchtigungen
Die dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) ist eine wertvolle thermische Analysemethode, die Prüflaboren wichtige
Informationen, u.a. zum Glasübergang von Polymerblends liefert. Die Messung des Glasübergangs des gewünschten Polymerblends gibt schnell und einfach Aufschluss über deren Kompatibilität.
Untersuchung kompatibler Polymerblends mit DSC
Die nachfolgend beschriebenen Beispiele zeigen den Einsatz des DSC 1 zur Messung des Glasübergangs zweier verschiedener Polymerblends.
Die Proben wurden zunächst mit 5 K/min von 120 °C auf -140 °C heruntergekühlt und anschliessend in Stickstoffatmosphäre
(50 ml/min) mit 10 K/min von -140 °C auf 100 °C erwärmt und gemessen, um die Glasübergangstemperatur eindeutig zu
ermitteln. Die Auswertung der DSC-Kurven erfolgte mit der STARe-Software, um die Kompatibilität der beiden Mischungen
zu untersuchen.
Der in Abbildung 1 dargestellte Glasübergang ist relativ breit und erstreckt sich über einen Temperaturbereich von 60 K
zwischen -110 °C und -50 °C. Das Auftreten nur eines einzigen Glasübergangs in der Polymermischung zeigt, dass die
Polymerkomponenten miteinander kompatibel sind. Thermische Analyse Abb. 1: DSC-Kurve eines kompatiblen Polymerblends. Die in Abbildung 2 dargestellte DSC-Kurve weist zwei Glasübergänge auf. Der Glasübergang von NR erfolgt bei -58,8 °C, wohingegen der Glasübergang von SBR bei -44,1 °C liegt, was bedeutet, dass die in diesem Polyblend enthaltenen Polymere nicht miteinander kompatibel sind.
Die oben dargestellten DSC-Ergebnisse zeigen, dass bei miteinander kompatiblen
Polymeren nur ein Glasübergang beobachtet werden kann. Inkompatible Polymerblends weisen voneinander getrennte Polymerphasen auf, da jede Polymerphase ihren eigenen Glasübergang hat. Die DSC-Kurven können Prüflaboren bei der Untersuchung der Kompatibilität von Polymerblends wertvolle Informationen zum Glasübergang geben. Das DSC 1 ist
ein hervorragendes Werkzeug, das über einen breiten Temperaturbereich schnell aussagekräftige Ergebnisse liefert. Ausserdem kann das Gerät mit einem optional erhältlichen Probenroboter ausgerüstet werden, der vollautomatische Messungen ermöglicht.
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Datum: 24.02.2010 - 17:39 Uhr
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