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Entwicklung maßgeschneiderter Compounds
Neben klassischen Thermoplasten wie Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Polyestern, Polyamiden, Polycarbonaten oder Styrolcopolymeren sowie deren Blends forschen wir an der Entwicklung von Biopolymeren, Wood Polymer Composites (WPC), Hochleistungskunststoffen, Nanocomposites und thermoplastischen Elastomeren (TPE).
Verarbeitung und Weiterbearbeitung von Kunststoffprodukten
Wir arbeiten an Themen mit starkem Bezug zur industriellen Umsetzung. Dabei können wir auf ein großes Netzwerk vertrauen, das unsere Kompetenzen ergänzt. So gelingt es uns, innovative Lösungen für Ihre Fragestellungen zu entwickeln.
Fehler entdecken und Gefahren minimieren
In der Kunststoffindustrie werden unterschiedliche Prüfmethoden zur Prozessüberwachung und Bauteilprüfung eingesetzt. Sie helfen bei der Schadensanalyse, Qualitätskontrolle und Produktüberwachung.
Auch im Abfall stecken wertvolle Rohstoffe
Wir arbeiten an Themen mit starkem Bezug zur industriellen Umsetzung. Dabei können wir auf ein großes Netzwerk vertrauen, das unsere Kompetenzen ergänzt. So gelingt es uns, innovative Lösungen für Ihre Fragestellungen zu entwickeln.
Analog war gestern – Industrie 4.0 ist die Zukunft
Die Digitalisierung ist ein Eckpfeiler der modernen Industrie. Sie birgt ein enormes Potenzial, um die Leistungen in der Produktion deutlich zu steigern und damit die Wettbewerbsfähigkeit in Deutschland zu stärken.
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Hochtemperatur-NMR zur Kunststoffanalyse
Einsatz von Kernspinresonanz bei hohen Temperaturen zur verbesserten Kunststoffanalyse (HT-NMR)
Projektdauer
Von: 01.03.2023 Bis: 31.08.2025Beschreibung
Bei der Herstellung und Verarbeitung von Kunststofferzeugnissen spielt die (prozessbegleitende) Laboranalytik eine entscheidende Rolle. Zur Bestimmung der thermischen Eigenschaften hat sich die dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) als Standardverfahren etabliert. Durch den Einsatz von Rheometern bzw. verschiedener (dynamisch-)mechanischer Prüfungen kann zudem das rheologische bzw. mechanische Verhalten von Kunststoffen bei definierten Temperaturen beschrieben werden. Die genannten Verfahren besitzen allerdings den Nachteil, dass die Proben bzw. Prüfkörper für die jeweiligen Versuche (teilweise aufwändig) präpariert werden müssen, was sich auch auf die Reproduzierbarkeit auswirkt.
Eine weitere Möglichkeit zur Charakterisierung von Kunststoffen bietet die magnetische Kernspinresonanz (NMR) in Verbindung mit einer Probenheizung. Da die NMR sehr empfindlich auf die Beweglichkeit von Molekülketten ist, können durch die Probentemperatur bedingte Veränderungen gut erfasst werden. Zudem können größere Probenmengen im Gramm Bereich, ohne aufwändige Präparation schnell vermessen werden. Aktuell kommerziell verfügbare NMR-Benchtop- Geräte mit Temperaturkontrolle sind jedoch auf 200 °C Probentemperatur begrenzt, was den Einsatz zur Charakterisierung von Kunststoffen stark limitiert, da in diesem Bereich oft höhere Temperaturen erforderlich sind.
Um diese Lücke zu schließen, wurde im durchgeführten Projektvorhaben ein Benchtop HT-NMR Gerät entwickelt, welches Probentemperaturen von bis zu 300 °C ermöglicht. Das Gerät wurde in sieben verschiedenen Analyseszenarien von Kunststoffen getestet: Es wurden Versuche zur Erkennung von Materialmischungen und zur Charakterisierung von Schmelzprozessen durchgeführt, sowie zur Bestimmung des Vernetzungsgrades, des Feuchtegehalts und zur Charakterisierung von Aushärteprozessen von Klebstoffen. Auch erste Ansätze zur Bestimmung der Kristallinität wurden evaluiert.
