Rasche und zuverlässige
Messergebnisse
- Bestimmung thermischer Eigenschaften wie Schmelztemperatur, Glasübergangstemperatur und Kristallinität
- Ermittlung der Werkstoffzusammensetzung, z.B. Anteile von Polymeren, Weichmachern, Füllstoffen oder der Restmasse
- Analyse des thermischen Zersetzungsverhaltens
- Für die Identifikation und Quantifizierung von Zersetzungsprodukten und flüchtigen Bestandteilen bieten wir die Kopplung der TGA mit FT-IR und GC-MS an
Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)
Die dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) ermöglicht die Ermittlung von Kennwerten zur Charakterisierung der thermischen Eigenschaften Ihres Werkstoffs. Wir analysieren mit der DSC eine Vielzahl von Probenarten, darunter Feststoffe wie Polymere oder Metalle, flüssige Proben, Pulver, Fasern oder viskose Proben, z.B. Cremes.
DSC-Kennwerte
- Schmelztemperatur
- Glasübergangstemperatur
- Enthalpieänderungen (Schmelz- und Kristallisationspunkte)
- Vernetzungstemperaturen/-enthalpien
- Kristallinität
- Spezifische Wärmekapazität
- Oxidationsstabilität
Information aus
DSC-Kennwerten
- Werkstoffidentität und Rezepturbestandteile
- Modifikationen und zusätzliche Komponenten
- Werkstoffzusammensetzung
- Reinheit/Verunreinigungen
- Thermische Vorgeschichte
- Tempereffekte
- Kristallinität/Kristallinitätsgrad
- Aushärtezustand/-grad
- Phasenübergänge
Anwendungsbereiche
- Qualitätskontrolle
- Wareneingangskontrolle
- Prozessoptimierung
- Schadensanalytik
- Analyse von Wettbewerbsprodukten
- Thermomechanische Vorgeschichte
Anwendungsbeispiel DSC
Ein Versagen kann viele verschiedene Ursachen haben, etwa falsche Materialauswahl, Herstellungsfehler im Kunststoffrohmaterial oder Produktionsfehler. Der Einsatz der DSC in der Wareneingangskontrolle dient der Qualitätssicherung eingehender Materialien – insbesondere von Kunststoffen, Polymeren, Klebstoffen oder pharmazeutischen Wirkstoffen. Durch den Vergleich der Schmelztemperatur der Charge mit einer Referenz kann sichergestellt werden, dass das gelieferte Material dem spezifizierten Rohstoff entspricht.
Bei der materialcharakteristischen zweiten Aufheizung zweier Materialproben zeigt das Probenmaterial (rot) einen geringeren Schmelzpeak als das Referenzmaterial (blau). Durch den Abgleich mit Literaturwerten zeigt sich deutlich, dass es sich bei dem gelieferten Material um POM-C anstatt um POM-H handelt. POM-H zeichnet sich durch insgesamt überlegene mechanische Eigenschaften aus, insbesondere in Bezug auf Härte, Steifigkeit sowie Zug- und Druckfestigkeit. Durch die Verwendung von POM-C könnte es zu mechanischen Veränderungen des Produktes kommen.
thermogravimetrische Analyse (TGA)
Die thermogravimetrische Analyse (TGA) liefert – ergänzend zur DSC – weitere charakteristische Informationen. Mit der TGA messen wir die Masseänderungen einer Probe in Abhängigkeit von Temperatur oder Zeit. Diese Information wird zur Entwicklung verschiedener fester oder flüssiger Materialien und Werkstoffe eingesetzt und liefert Aussagen über deren thermische Stabilität und Zusammensetzung. Für die erweitere Werkstoffcharakterisierung, insbesondere im Bereich der Kunststoffanalytik, bieten wir die Kopplung mit Gaschromatographie mit Massenspektrometrie (GC-MS) und Fourier-Transformation-Infrarotspektroskopie (FT-IR) an.
TGA-Kennwerte
- Masseänderungen
- Füllstoffgehalt (Glasfaser, Ruß, Kreide, andere anorganische Füllstoffe)
- Material-/Polymeranteile
- Weichmacheranteile und andere Additive
- Restmasse/Asche
- Zersetzungstemperatur/-verhalten
Kopplung mit FT-IR
und GC-MS
Identifizierung von Zersetzungsprodukten:
- Polymere
- Lösemittel
- Weichmacher
- Additive
- Treibmittel
Anwendungsbereiche
- Qualitätskontrolle
- Wareneingangskontrolle
- Prozessoptimierung
- Schadensanalytik
- Analyse von Wettbewerbsprodukten
Anwendungsbeispiel TGA
Wurden Füllstoffe und Additive früher vor allem zur Senkung der Produktionskosten eingesetzt, dienen sie heute in erster Linie der gezielten Optimierung der technischen Eigenschaften von Polymerwerkstoffen. Die TGA ist eine wichtige Methode zur Überprüfung der Materialzusammensetzung im Rahmen der Qualitätssicherung, der Wareneingangskontrolle und bei der Schadensanalyse. Sie liefert wichtige Erkenntnisse über Stabilität, Zusammensetzung und Reinheit von Materialien.
Insbesondere in der Kunststoffindustrie spielt die Bestimmung des Glasfaseranteils oder der Reinheit von Polymeren eine wichtige Rolle. Im vorliegenden Beispiel erfolgt die Bestimmung von anorganischen Füllstoffen (hier z.B. Glasfaser) an einer glasfasergefüllten PA 6-Probe mittels TG. Die Glasfasern verbleiben nach der Aufheizung der Probe auf 1000 °C als Restmasse im Tiegel. Der Glasfaseranteil der Proben liegt bei 30 % und entspricht somit der Materialvorgabe von PA6 GF30.
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