Kurz- und Langzeitverhalten von polymeren Werkstoffen

Im Apparate- und Anlagenbau, im Bauwesen, Fahrzeugbau bis hin zur Medizintechnik haben sich die polymeren Werkstoffe, wie die Kunststoffe und Elastomere, immer grössere Anwendungsgebiete erschlossen. Dies aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften, wie beispielweise das elektrische und thermische Isoliervermögen, die speziellen mechanischen Eigenschaften, wie die hohe Elastizität, aber vor allem auch, der insgesamt ausserordentlich guten Beständigkeit im Kontakt mit Medien und Klimaten.

Härsteste Bedingungen. Membranlüfter aus Elastomer und Kunststoff in Kläranlagen:

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Obwohl man annehmen könnte, dass durch die lange Erfahrung in der Anwendung mit den polymeren Werkstoffen die Ausfälle immer geringer werden, ist eher das Gegenteil der Fall. Neben Ausfällen durch Alterung kommt es vermehrt zu frühen Ausfällen im Lebenszyklus. Die Gründe dafür könnten die immer kürzeren Entwicklungszeiten in der modernen Technik sein, oder die sich öfters verändernden Rahmenbedingungen durch gesetzliche Regelungen oder mangelnder Erfahrungsaustausch. Gleichzeitig wird der Kostendruck immer grösser.

REM-Aufnahme: Bruch eines Faserverbundwerkstoffs:

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Die Schadenursachen, welche zu Ausfällen führen, lassen sich grob in 4 Kategorien einteilen. Es können der Werkstoff, die Fertigung, die Konstruktion bzw. Design und die Einsatzbedingungen einzeln oder in Kombination zum Ausfall beitragen. Zur Ermittlung der Ausfallursachen ist eine systematische Vorgehensweise erforderlich. Es kommen dabei mikroskopische und analytische Untersuchungen, sowie physikalische Prüfungen und Nachstellversuche zur Anwendung.

 

Service, Dienstleistungen:

  • Erstellen von Schadenanalysen und Expertisen
  • Bruchanalysen (Fraktographie)
  • Zustandsbeurteilung Informationsblatt Heizungsrohre (®Merkblatt-FBH.pdf)
  • Beratung auf dem Gebiet der polymeren Werkstoffe
  • Umweltsimulationen (Ozon, Bewitterung)
  • Beschreiben des chemischen, physikalischen und mechanischen Verhaltens

 

 

Analytik:

Bereich

Methode

Mikroskopie

Lichtmikroskopie (LIM)

Rasterelektronenmikroskopie (REM)

Analytik

Infrarotspektroskopie (IR)

Thermogravimetrie (TG)

Gelpermeations-Chromatographie (GPC)

UV/VIS-Spektroskopie (UV/VIS)

Physikalische Prüfungen

Oberflächenprofilometrie

Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)

Dynamische mechanische Thermo-Analysen (DMTA)

Dichte, Härte etc.

Zug- Druckversuche

 

Nachstellversuche

 

Durch die Interdisziplinarität stehen ausserdem sämtliche analytische Methoden der Empa zur Verfügung.

Ansprechpartner:

Christian Walder
Telefon: +41 58 765 4471
christian.walder@empa.ch

Beatrice Fischer
Telefon: +41 58 765 4196
beatrice.fischer@empa.ch