Seminar

Langzeitverhalten und Alterung von Kunststoffen

Werkstoffauswahl, Beständigkeit, Stabilisierung von Kunststoffen, Prüfmethoden - Expertenwissen für Kunststofftechniker und Kunststoffexperten

Aufgrund zahlreicher Vorteile ersetzen Kunststoffe in vielen Anwendungen andere Werkstoffe wie Metalle und Keramiken. Jedoch haben Kunststoffe gegenüber anderen Werkstoffgruppen den Nachteil geringerer Steifigkeit und Festigkeit sowie des temperaturabhängigen Verhaltens und teilweise geringerer chemischer und biologischer Beständigkeit. Diese Einflussfaktoren haben in ihrem Zusammenwirken einen zum Teil großen Einfluss auf das Alterungsverhalten von Kunststoffen. 

Im Regelfall treten die Belastungen über lange Zeiträume und dann in so unterschiedlichem Ausmaß auf, dass die Vorhersage des Langzeitverhaltens oftmals problematisch ist. Bei vielen Anwendungen, wie z.B. im Bereich des Automobilbaus oder der Medizintechnik, werden zusehends kritischere Anforderungen an das Alterungs- und Langzeitverhalten von Kunststoffen gestellt. 

Da die Alterung von Kunststoffen sehr komplex ist und ein spontanes Versagen eintreten kann, sollte das Langzeitverhalten von Kunststoffen im Vorfeld der Anwendung charakterisiert und bewertet werden.

Das Seminar vermittelt den aktuellen Stand der Technik bei der Bestimmung des Alterungsverhaltens von Kunststoffen unter Einwirkung von Strahlung, Temperatur, Chemikalien und anderen Einflussfaktoren. Es wird auf bewährte Methoden zur Vorhersage der Alterung und Beständigkeit von Kunststoffprodukten eingegangen und die Konzeption und Aussage von beschleunigten Labortests zur Alterung von Kunststoffen diskutiert.

Im Detail

Inhalt

Einführung in die Kunststoffe

  • Besonderheiten der Kunststoffe im Vergleich zu anderen Werkstoffen, Zustands- und Übergangsbereiche, amorphe und teilkristalline Strukturen

Einführung in die Alterung von Kunststoffen

  • Begriffe, physikalische Alterung, chemische Alterungsvorgänge und Einflussfaktoren

Thermischer und thermisch-oxidativer Abbau

  • Temperatur, Sauerstoff, Oxidation, Radikalkettenreaktion

Bewitterung und Lichtabbau von Kunststoffen

  • UV-Licht, Regen, saure Niederschläge, Temperatur, Photooxidantien

Stabilisierung von Kunststoffen

  • Verarbeitungs- und Langzeitstabilisatoren, Lichtschutzmittel, Synergien

Einfluss der Verarbeitung auf das Langzeitverhalten

  • Spritzgießen und Extrusion, physikalische und chemische Struktur, Scherung, Primärradikalbildung

Prüfungsmethoden zur Charakterisierung der Alterung

  • Allgemeine Prüfungen zur Charakterisierung der Alterung, Simulation der Alterung, Normen

Ermittlung von Langzeitkennwerten

  • Extrapolationsverfahren und deren Grenzen

Chemikalienbeständigkeit und Spannungsrissbeständigkeit

  • Immersion, Spannungsrissbildung, Crazes

Biologische Beständigkeit von Kunststoffen

  • Bakterien und Pilze, Bioabbaubarkeit und Biokompatibilität, Sterilisierbarkeit

Einfluss energiereicher Strahlung auf Kunststoffe

  • Abbau und Vernetzung, Elektronenbestrahlung, Kurz- und Langzeiteigenschaften bestrahlter Kunststoffe

Langzeitverhalten von Duroplasten

  • Generelles Eigenschaftsbild, mechanische und thermische Langzeitstabilität, Umwelt- und Medieneinflüsse, Beispiele

Langzeitverhalten von Elastomeren

  • Begriffsdefinition, Einfluss von Verarbeitung und Temperatur, Leistungsgrenzen der Elastomere, Medien und mechanische Beanspruchung, relevante Prüfungen, Schutzmöglichkeiten, Beispiele

Konstrukteure der Kunststofftechnik, Fachleute aus der Anwendungstechnik / Produktentwicklung, Qualitätswesen, Qualitätsingenieure, Werkstoffprüfer im Bereich Kunststofftechnik, Compoundierung, Technische Einkäufer Kunststoffe

Referat, Diskussion, Seminarunterlagen

Prof. Dr. Erich Kramer (Leitung), FHNW Fachhochschule Nordwestschweiz

Dipl.-Ing. Rainer Kreiselmaier, FREUDENBERG, Freudenberg Sealing Technologies, Weinheim