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Material

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).

Prozess

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.

Messtechnik

Fehler entdecken und Gefahren minimieren
In der Kunststoffindustrie werden unterschiedliche Prüfmethoden zur Prozessüberwachung und Bauteilprüfung eingesetzt. Sie helfen bei der Schadensanalyse, Qualitätskontrolle und Produktüberwachung. 

Kreislaufwirtschaft

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.

Digitalisierung

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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Forschung

Hochtemperatur-NMR zur Kunststoffanalyse

Einsatz von Kernspinresonanz bei hohen Temperaturen zur verbesserten Kunststoffanalyse (HT-NMR)

Vorhabennummer: 01IF22869N

Projektdauer

Von: 01.03.2023 Bis: 28.02.2025

Beschreibung

Die Laboranalytik spielt bei der Herstellung, Verarbeitung und Schadensaufklärung von Kunststoffen eine wichtige Rolle. Da deren Materialeigenschaften temperaturabhängig sind, haben sich die dynamische Differenzkalorimetrie sowie rheologische und (dynamisch-)mechanische Untersuchungen bei bestimmten Temperaturen als Standardverfahren etabliert. Die Verfahren besitzen aber den Nachteil, dass die Proben für die jeweiligen Versuche teilweise aufwändig präpariert werden müssen.

Eine weitere Möglichkeit zur Charakterisierung von Kunststoffen bietet die magnetische Kernspinresonanz (NMR). Sie ist empfindlich auf die Beweglichkeit der Polymerketten und kann temperaturbedingte Veränderungen gut erfassen. Kompakte NMR-Tischgeräte erfreuen sich zuletzt zunehmender Beliebtheit. Bisher wird mit diesen aufgrund der empfindlichen Magnete meist bei Raumtemperatur gemessen. Der einzige kommerziell verfügbare Ansatz ermöglicht mit einer Probentemperatur bis 200 °C Messungen an Polyolefinen, welche allerdings nur geringe Gewinnmargen ermöglichen und oftmals nicht besonders geprüft werden. Durch eine Erweiterung der Maximaltemperatur auf 300 °C wäre die Messung an technischen Thermoplasten, wie etwa PA, PC, PBT und PET möglich. Diese weisen bessere thermische und mechanische Eigenschaften als Polyolefine auf und ermöglichen eine deutlich größere Gewinnmarge aufgrund des höheren Preises. Hier ist der Prüfbedarf entsprechend höher und auch eine Amortisation neuer Messtechnik schneller möglich.

Ziel des Projekts ist es, die Machbarkeit von NMR-Messungen bis 300 °C zu demonstrieren und so der Industrie und insbesondere KMU eine verbesserte Qualitätskontrolle und damit einen Wettbewerbsvorteil zu ermöglichen. Dabei werden neben technischen Thermoplasten auch Duroplaste eingehend untersucht und eine Materialdatenbank erarbeitet. Das Forschungsvorhaben kommt v. a. Herstellern und Anwendern verschiedener hochtemperaturbeständiger Kunststoffe sowie den Anbietern von NMR-Messsystemen zugute.

Zur Projektübersicht

Ansprechpartner:

Dr. Linda Mittelberg
Bereichsleiterin Qualität und Lebenszyklus | Gruppenleiterin Spektroskopie
Würzburg
l.mittelberg@skz.de
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz  Logo
DLR Projektträger Gesellschaft, Innovation, Technologie Logo

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