P6.4 - Zerstörungsfreie Charakterisierung des hydrothermischen Alterungsverhaltens von Polymeren
- Event
- 18. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2016
2016-05-10 - 2016-05-11
Nürnberg, Germany - Chapter
- P6 Struktur- und Zustandsüberwachung
- Author(s)
- M. Webersen, F. Bause, B. Henning, M. Hüttner, E. Moritzer - Universität Paderborn, Paderborn (Deutschland)
- Pages
- 683 - 688
- DOI
- 10.5162/sensoren2016/P6.4
- ISBN
- 978-3-9816876-0-6
- Price
- free
Abstract
In der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung sind bereits zahlreiche Verfahren etabliert, deren Ziel die Detektion makroskopischer Defekt- und Fehlstellen (z.B. Risse, Poren, Fremdeinschlüsse) ist. Insbesondere bei Polymerwerkstoffen muss jedoch auch die Materialalterung auf molekularer Ebene berücksichtigt werden, die sich (zumeist negativ) auf die Materialkenngrößen auswirkt. Gängige Verfahren zur Bestimmung dieser Kenngrößen arbeiten jedoch üblicherweise zerstörend und sind somit beispielsweise für die vorbeugende Instandhaltung oder die Online-Komponentenüberwachung nur eingeschränkt geeignet.
In diesem Beitrag wird ein Verfahren zur zerstörungsfreien Charakterisierung des Alterungszustandes von Polymeren vorgestellt. Dazu wird der Zusammenhang zwischen akustisch (zerstörungsfrei, mittels Ultraschall-Transmissionsmessung) bestimmten Kenngrößen und klassisch (zerstörend, z.B. mittels Zugprüfung) bestimmten Kenngrößen betrachtet. Exemplarisch werden die Auswirkungen hydrothermischer Alterung auf das Material Polyamid 6 (PA6) untersucht.
Die Ergebnisse zeigen einen engen Zusammenhang zwischen der zerstörend bestimmten Viskositätszahl, die ein Maß für die mittlere Molekülkettenlänge darstellt, und der akustischen Longitudinalwellengeschwindigkeit. Das Alterungsverhalten, das durch hydrolysebedingten Molekülkettenabbau (Depolymerisation) bestimmt ist, kann somit auch akustisch und zerstörungsfrei charakterisiert werden. Auf dieser Basis können neuartige, zerstörungsfrei arbeitende Messsysteme
entwickelt werden.