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Langsames schnell charakterisieren - Neues Forschungsvorhaben zur Charakterisierung der Spannungsrissbeständigkeit am SKZ

11/09/2020

Das Kunststoff-Zentrum – SKZ in Würzburg arbeitet in den nächsten zwei Jahren über ein Forschungsvorhaben an einem besseren Verständnis der Faktoren, welche die Spannungsrissbeständigkeit von Polypropylen (PP) beeinflussen. In einem Vorgängervorhabens wurde nachgewiesen, dass die von Polyethylen (PE) bekannte Methodik des Strain Hardening Tests (SHT, ISO 18488) grundsätzlich auf PP übertragbar ist. Eine Einschätzung des Widerstandes von PP Materialien gegenüber langsamen Risswachstums anhand eines Kurzzeitzugversuchs ist vorteilhaft, da sich Schadensfälle unter Anwendungsbedingungen üblicherweise erst nach langjährigem Einsatz zeigen.


PP Materialien werden für viele langlebige Produkte, bspw. in der Versorgungsinfrastruktur, Geotechnik und Bauanwendungen, erfolgreich eingesetzt. Dem Spannungsrissversagen kann jedoch nur auf der Ebene der Molekülstruktur begegnet werden. Prüfmethoden zur schnellen, verlässlichen, quantitativen Charakterisierung der Spannungsrissbeständigkeit ebenso wie die Kenntnis der relevanten Einflussfaktoren sind in diesem Kontext unabdingbar. „Das Forschungsvorhaben adressiert daher den möglichen Einfluss von molekularer Struktur, Zuschlagstoffen, Verarbeitung, Morphologie, Viskosität und Dichte auf die Spannungsrissbeständigkeit sowie die zur quantitativen Ermittlung der Spannungsrissbeständigkeit eingesetzten Prüfmethoden“, so SKZ Wissenschaftlerin Britta Gerets. Für verschiedene PP Typen, d. h. Homopolymere, Block- und Randomcopolymere, sollen die Einflussgrößen gezielt variiert und experimentell charakterisiert werden. Die Spannungsrissbeständigkeit soll sowohl mittels des SHT als auch mittels zeitraffender, Spannungsrisse generierende Prüfmethoden, quantifiziert werden. Hierbei werden auch die Voraussetzungen für die Anwendbarkeit der jeweiligen Prüfmethoden einer wissenschaftlichen Überprüfung unterzogen. Aus der vergleichenden Betrachtung soll schließlich eine Bewertung und Validierung möglich werden. Das SKZ lädt interessierte Unternehmen zur Mitarbeit im projektbegleitenden Ausschuss ein.


Das Vorhaben 21033 N der Forschungsvereinigung des SKZ wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung e. V. im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

FV852_PM-Bild

Fibrillierte Bruchfläche eines PP Materials nach Versagen durch langsames Risswachstum.