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Prüfung

Von Ketchup und Lupinen

Das SKZ bietet eine breite Palette von Prüfverfahren zur beschleunigten Alterung von Kunststoffen. Diese Tests sind entscheidend, um die Haltbarkeit und Qualität der Materialien in verschiedenen Anwendungen sicherzustellen. Die angebotenen Prüfverfahren reichen von Beständigkeitsprüfungen in verschiedenen Chemikalien über beschleunigte Alterung durch Temperatur und künstlicher Bewitterung mittels Strahlung hin zu biologischen Beständigkeitstests mit Pflanzen und Mikroorganismen.

14.02.2024
Alterungsprüfungen am SKZ

Das SKZ verfügt in seinen Laboren über ein breites Prüfportfolio zur künstlichen Bewitterung von Kunststoffen. (Foto: Luca Hoffmannbeck, SKZ)

SKZ bietet umfangreiche Prüfmöglichkeiten zur Simulation der beschleunigten Materialalterung

Bei einer chemischen Beständigkeitsprüfung, die auch bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden kann, werden Materialproben verschiedenen Chemikalien ausgesetzt. Die eingesetzten Chemikalien richten sich nach der Anwendung des Produkts. Sie reichen von entsalztem Wasser über Kalkmilch, Säuren und organischen Alkoholen hin zu künstlicher Jauche, Gülle oder Silagesickersäfte. Am SKZ werden zudem auch Prüfungen in Flugkraftstoffen oder Heizöl durchgeführt. Ein weiteres Sonderthema ist die Beständigkeitsuntersuchung von Kunststoff in Lebensmitteln wie Orangensaft oder Tomatenketchup.

Beschleunigter Korrosionsangriff
In der Salzsprühnebelprüfung werden zumeist beschichtete Material- oder Bauteilproben einem beschleunigten Korrosionsangriff ausgesetzt, welcher durch die Anwendung einer korrosionsfördernden Atmosphäre in einer dafür speziell ausgelegten Prüfkammer erfolgt. Als Sprühmedien kommen dabei üblicherweise Natriumchlorid (NaCl) oder NaCl-Mischungen zum Einsatz. Die Dauer der Prüfung hängt davon ab, welche Anforderungen die Materialen oder Bauteile im späteren Einsatz erfüllen müssen, und kann sich auf wenige Stunden bis hin zu mehreren Wochen belaufen. Während der Prüfung werden pH-Wert, Salzkonzentration und Temperatur überwacht und konstant gehalten, so dass reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden können. Nach Testende werden die Prüflinge zumeist visuell oder mikroskopisch auf Korrosionserscheinungen oder Oberflächendefekte bewertet.

Neigung zur Rissbildung bewertet
Ein weiteres Prüfverfahren ist die Spannungsrissprüfung (ESCT), beispielsweise im Biegestreifentest oder im aFNCT (accelerated Full Notch Creep Test). Beide Tests bewerten die Neigung von Materialien zur Rissbildung unter mechanischer Belastung und spannungsrissauslösendem Medium.

Simulation extremer Bedingungen
Besonders für thermo-oxidative Lebensdauerabschätzungen sind Beständigkeitstests mit erhöhter Temperatur und eventuell erhöhter Sauerstoffverfügbarkeit relevant. Das SKZ bietet die Möglichkeit, klassische Wärmealterungen/Ofenlagerungen bis 220 °C durchzuführen. Für besonders langlebige Materialien empfiehlt sich die Hochdruck-Autoklaven-Testmethode (bis 100 °C und 50 bar Sauerstoffüberdruck): Hierbei werden extreme Bedingungen simuliert, indem Materialproben hohen Temperaturen und einer erhöhten Sauerstoffverfügbarkeit ausgesetzt werden. Des Weiteren umfasst das Prüfportfolio des SKZ auch Kältelagerungen bis -60 °C sowie Klimawechseltests nach Automobilvorschriften wie z. B. PV 1200, welche Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Umweltbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit und Belastung simuliert. Die Zeitstand-Innendruckprüfung ist entscheidend, um die Beständigkeit von Rohren und Behältern zu bestätigen. Sind Kunststoffe in der Anwendung dem Licht ausgesetzt, bietet das SKZ Prüfungen zur Freibewitterungssimulation, Bewitterung hinter Fensterglas, Lichtechtheitstests und UV-C-Bewitterung an.

Durchwurzelungstests mit verschiedenen Pflanzen
Neben den genannten Einflüssen können auch biologische Komponenten wie Mikroorganismen oder Wurzeln Kunststoffprodukte in Kontakt mit Erde schädigen. Daher umfasst das Prüfangebot des SKZ eine mikrobiologische Beständigkeitsprüfung sowie Durchwurzelungstests mit verschiedenen Pflanzen. Der FLL-Test (Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e.V.) dauert zwei Jahre im Gewächshaus und wird mit Quecke und Feuerdorn als Testpflanzen durchgeführt. Normativ in der EN 13948 beschrieben ist ein Test mit Feuerdorn als Testpflanze. Beim Lupinentest ist nach etwa acht Wochen zuerkennen, ob die Probe den Wurzeln der Lupinen standhalten konnte.

„Langfristige Haltbarkeit von Kunststoffen gewährleisten“
„Alterungsprüfungen sind von entscheidender Bedeutung, um die langfristige Haltbarkeit von Kunststoffen zu untersuchen und letztendlich gewährleisten zu können“, sagt Alexander Ebenbeck, Vertriebsleiter Prüfung am SKZ. „Nur so können Hersteller am Ende hochwertige Produkte herstellen, die den realen Einsatzbedingungen standhalten.“ 

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Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Marcus Heindl
Bereichsleiter | Prüflabor
Würzburg
m.heindl@skz.de

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