Eine Zeitersparnis in der Polymerforschung bietet viele Vorteile und kann auf unterschiedliche Weise erreicht werden: von der Reduktion der Zeit für die Anwenderschulung über die Erhöhung des Forschungsdurchsatzes bis zum Erreichen präziser und reproduzierbarer Ergebnisse. Wir stellen Ihnen hier 3 Möglichkeiten für 3 Techniken (Rheologie, TGA und DSC) vor, die Ihnen Lösungen dazu an die Hand geben, wie Sie bei der Polymerforschung Zeit sparen können.

Mithilfe der Polymerschmelzrheologie lässt sich ein Fingerabdruck der molekularen Architektur erstellen. Die molekulare Architektur kann die Qualität der Verarbeitung, z. B. die Extrusion und die Gussteile, beeinflussen. Je nach Herstellungsprozess kann ein Material unterschiedlich lange einer großen Bandbreite an Temperaturen und Verarbeitungsgeschwindigkeiten ausgesetzt sein. Daher ist es wichtig, das Polymerschmelzverhalten schon früh vorherzusagen, um die Verarbeitungsbedingungen zu optimieren. Bei den Optimierungsschritten können Polymere zum Teil über eine bestimmte Zeit bei gleicher Temperatur gehalten werden oder die Temperatur wird erhöht, um die Fließfähigkeit beim Formgießen zu verbessern.

Eine häufig eingesetzte Konfiguration bei der Polymerschmelzrheologie ist die Parallelplattengeometrie. Im Gegensatz zur Kegelgeometrie, die oft bei der Testung von Materialien mit geringer Viskosität wie z. B. Ölen und Flüssigkeit eingesetzt wird, ist der Geschwindigkeitsgradient innerhalb der Proben an der äußeren Kante am stärksten. Dies bedeutet, dass das vom Gerät gemessene Drehmoment und die Daten vor allem diese Kante darstellen. Um präzise und reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen, ist es wichtig, dass der Anwender kontinuierlich überschüssige Probe entfernt. Durch diesen als „Trimmen“ bezeichneten Vorgang werden Kanteneffekte verhindert.

Die Technologie für automatisches Trimmen entfernt viele Ursachen für Datenschwankungen aufgrund von Anwenderfehlern und Inkonsistenz bei mehreren Anwendern. Bei Einsatz dieser Technologie kann die Konsistenz, Wiederholbarkeit und Präzision der Messungen um das bis zu Fünffache verbessert werden, während gleichzeitig die Zeit ohne Bedienereingriff um bis zu 80 % erhöht und die Zeit für Anwenderschulung auf weniger als 30 Minuten reduziert wird.

Lesen Sie die technische Zusammenfassung – Automatisierung des Arbeitsablaufs der Polymerschmelzrheologie: Automatisches Trimmen für Rheometer

Das ANSI/ASTM-Verfahren D-2307 ist ein häufig eingesetzter Test zur Schätzung der Lebensdauer einer Drahtisolierung. Bei diesem Verfahren werden verflochtene Paare isolierter Drähte (bis zu 50 Tage) bei hohen Temperaturen (bis zu 240 °C) im Ofen gealtert, bis ein Spannungsabbau auftritt.

Dieses Verfahren ist zwar nützlich, jedoch sehr zeitintensiv und dauert insbesondere bei hochstabilen Materialien oft mehrere Monate. Da immer stabilere elektrische Polymer-Isolierungen auf den Markt kommen, wird der Zeitaufwand für eine komplette Testserie unverhältnismäßig lang.

Die thermogravimetrische Analyse (TGA), bei der Gewichtsveränderungen eines Materials bei sich ändernder Temperatur überwacht werden, ist eine geeignete Alternative zur Ofenalterung. Die Gesamtzeit zur Bewertung eine Materials beträgt weniger als einen Tag. Bei einer automatisierten TGA ist die tatsächliche Bedienerzeit sogar noch kürzer und eine Bewertung lässt sich während der Nacht durchführen.

Lesen Sie die komplette Studie – Schätzung der Polymerlebensdauer anhand der Abbaukinetik der TGA

Die Technologie der dynamischen Differenzkalorimeter (Differential Scanning Calorimeter, DSC) ist ein wichtiges Werkzeug für das Verständnis der thermalen Eigenschaften und Morphologie eines Materials. Polyethylenterephthalat (PET) ist ein Beispiel für ein weit verbreitetes teilkristallines Thermokunststoffpolymer. Einer der Hauptfaktoren, der die Materialeigenschaften von Polyethylenterephthalat beeinflusst, ist die prozentuale Kristallinität, die durch thermale Verarbeitungsbedingungen kontrolliert werden kann.

Die simultane Untersuchung von Polyethylenterephthalat-Proben unter identischen Bedingungen ermöglicht es, dass die Proben unter den gleichen Bedingungen direkt miteinander verglichen und die Unterschiede der thermalen Eigenschaften als Funktion der thermalen Vorgeschichte identifiziert werden können. Die parallele Messung von Proben bietet die Möglichkeit, den Forschungsdurchsatz zu erhöhen, die Durchlaufzeiten zu senken und die Laboreffizienz zu verbessern.

Lesen Sie die komplette Studie – Teilkristalline Thermokunststoffanalyse mit einem X3 DSC

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