{"id":22683,"date":"2020-09-18T09:44:06","date_gmt":"2020-09-18T07:44:06","guid":{"rendered":"https:\/\/php8.plastv.de\/?p=22683"},"modified":"2020-09-17T09:45:40","modified_gmt":"2020-09-17T07:45:40","slug":"fraunhofer-lbf-entwickelt-moderne-analytik-fuer-polyolefincompounds","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/plas.tv\/?p=22683","title":{"rendered":"Fraunhofer LBF entwickelt moderne Analytik f\u00fcr Polyolefincompounds"},"content":{"rendered":"

Chromatografie auf neuem Level
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In einem eigenen chromatografischen Team erarbeitet das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Betriebsfestigkeit und Systemzuverl\u00e4ssigkeit LBF laufend neue Methoden zum molekularen Fingerprinting von Polyolefincompounds, die auch in der Routineanalytik eingesetzt werden k\u00f6nnen. J\u00fcngster technologischer Fortschritt ist ein Chromatograf, den das Forscherteam in Zusammenarbeit mit der Firma PolymerChar entwickelt hat. Er ist mit jeweils einem neu entwickelten Infrarot (IR)- und UV-Detektor ausger\u00fcstet und deckt damit das gesamte Spektrum der Schwingungsspektroskopie ab. Daraus ergeben sich vollkommen neue Perspektiven f\u00fcr die Untersuchung von Polyolefinen, Olefincopolymeren und deren Compounds.<\/strong><\/p>\n

Sicherheitsrelevante Bauteile werden zunehmend aus Kunststoffen gefertigt. Angetrieben wird diese Entwicklung – insbesondere bei Polyolefinen – durch eine gro\u00dfe Variabilit\u00e4t des Eigenschaftsprofils und die preisliche Attraktivit\u00e4t gegen\u00fcber traditionellen Werkstoffen. Die Anwendungseigenschaften von Polyolefinen werden in hohem Ma\u00dfe von deren molekularem Aufbau festgelegt. Wichtige molekulare Parameter sind dabei die chemische Zusammensetzung, die mittleren Molekulargewichte und die Molekulargewichtsverteilung. Bei Copolymeren r\u00fcckt zudem deren chemische Heterogenit\u00e4t in den Vordergrund, welche in der Routineanalytik nur schwer zug\u00e4nglich ist. In der Formulierungsentwicklung sind Additive zu einem zentralen Treiber geworden. Hier liegt eine besondere Herausforderung darin, Konsistenz hinsichtlich der Art und des Gehaltes von Additiven sicherzustellen. Der Bestimmung aller genannten Parameter geht das Fraunhofer LBF in seinem chromatografischen Team nach.<\/p>\n

\u00bbModerne chromatografische Methoden sind unentbehrliche Werkzeuge bei der Entwicklung von Polyolefinen und bei der Sicherstellung ihrer Qualit\u00e4t. Sie erm\u00f6glichen es, die in den Materialproben enthaltenen Polymerketten nach Gr\u00f6\u00dfe oder Chemie zu trennen und dann zu quantifizieren. Das macht sie zu einem wertvollen Instrument bei der Analyse von Materialproben im Sinne einer Wareneingangskontrolle, beispielsweise zur Detektion von Fehlchargen, wie auch bei der quantitativen Bestimmung von Materialver\u00e4nderungen infolge der Anwendung\u00ab, erkl\u00e4rt Dr. Robert Br\u00fcll, Group Manager Material Analysis am Fraunhofer LBF.<\/p>\n

Chargenschwankungen pr\u00e4zise und schnell erfassen <\/strong><\/p>\n

Eine in der analytischen Routinepraxis weit verbreitete Methode zur molekularen Charakterisierung von Polyolefinen, wie auch anderen Polymeren, ist die Gelpermeationschromatografie (GPC). Diese erm\u00f6glicht eine Auftrennung der Probe nach Molekulargewicht. In der Regel wird nur die Konzentration der getrennten Molek\u00fcle bestimmt. Informationen zu deren Zusammensetzung werden jedoch nicht erhalten. \u00bbDie genaue Ermittlung der chemischen Zusammensetzung stellt eine Herausforderung an die eingesetzten Detektoren dar, und kann lediglich durch die Kombination entsprechender spektroskopischer Techniken erreicht werden. Gerade bei Polyolefinen bestand hier eine technologische L\u00fccke, da diese aufgrund ihres teilkristallinen Charakters erst bei deutlich erh\u00f6hten Temperaturen in L\u00f6sung gehen, und daher entsprechend temperaturbest\u00e4ndige Instrumentierung ben\u00f6tigen\u00ab, betont Dr. Br\u00fcll.<\/p>\n

Um diesen Bedarf zu decken, wurde vom Fraunhofer LBF in Zusammenarbeit mit der Firma PolymerChar ein entsprechender Chromatograf entwickelt, der Betriebstemperaturen bis zu 200 \u00b0C erm\u00f6glicht. Dieser ist mit jeweils einem neu entwickelten Infrarot (IR)- und UV-Detektor ausger\u00fcstet, was das gesamte Spektrum der Schwingungsspektroskopie abdeckt. Damit ergeben sich vollkommen neue Perspektiven f\u00fcr die Untersuchung von Polyolefinen, Olefincopolymeren und deren Compounds. Beispielsweise lassen sich so Propylen-basierte Reaktorblends mit bisher nicht erreichbarer Genauigkeit untersuchen und Chargenschwankungen aufzeigen.<\/p>\n

Formulierungen umfassend betrachten<\/strong><\/p>\n

Die Materialeigenschaften von Formulierungen werden heute mittels Additive flexibel und kosteng\u00fcnstig ma\u00dfgeschneidert\/designt. Existierende Methoden, die einen hohen Zeit- und Arbeitsaufwand ben\u00f6tigen, eignen sich jedoch nicht zu einer engmaschigen Qualit\u00e4tskontrolle. Zudem k\u00f6nnen schwer extrahierbare Additive auf diesem Weg nicht analysiert werden. Hier er\u00f6ffnen die neu entwickelten Detektoren (IR- und UV-Detektor) innovative M\u00f6glichkeiten f\u00fcr eine schnelle und akkurate Analyse von Additiven, indem in einem Arbeitsschritt die Formulierung chromatisch aufgetrennt und spektroskopisch erfasst werden. Hiermit kann das Spektrum der Additivanalytik stark erweitert werden.<\/p>\n

Reaktive Extrusion<\/strong><\/p>\n

Die Reaktivextrusion ist eine sehr flexible und \u00f6konomische M\u00f6glichkeit, Polyolefincompounds mit ma\u00dfgeschneiderten Eigenschaftsprofilen herzustellen. Ein bekanntes Beispiel ist die Modifikation von Polyethylen oder Polypropylen mit Maleins\u00e4ureanhyrid (MAH) zur Erh\u00f6hung der Polarit\u00e4t. Die finalen Eigenschaften der modifizierten Polyolefine werden insbesondere von der Menge und der Verteilung der MAH-Gruppen gepr\u00e4gt. Durch die M\u00f6glichkeit, diese parallel zur Menge der getrennten Polymerketten separat zu detektieren, liefert der vom Fraunhofer LBF neu entwickelte Chromatograf in nur einem Untersuchungsschritt entscheidende Informationen zur Qualit\u00e4t des MAH-modifizierten Materials.Das Fraunhofer LBF<\/strong> in Darmstadt steht seit \u00fcber 80 Jahren f\u00fcr Sicherheit und Zuverl\u00e4ssigkeit von Leichtbaustrukturen<\/strong>. Mit seinen Kompetenzen auf den Gebieten Betriebsfestigkeit, Systemzuverl\u00e4ssigkeit, Schwingungstechnik und Polymertechnik bietet das Institut heute L\u00f6sungen f\u00fcr drei der wichtigsten Querschnittsthemen der Zukunft: Systemleichtbau, Funktionsintegration und cyberphysische maschinenbauliche Systeme. Im Fokus stehen dabei L\u00f6sungen f\u00fcr gesellschaftliche Herausforderungen wie Ressourceneffizienz und Emissionsreduktion sowie Future Mobility, wie die Elektromobilit\u00e4t und das autonome, vernetzte Fahren. Umfassende Kompetenzen von der Datenerfassung realen betrieblichen Feldeinsatz \u00fcber die Datenanalyse und die Dateninterpretation bis hin zur Ableitung von konkreten Ma\u00dfnahmen zur Auslegung und Verbesserung von Material-, Bauteil- und Systemeigenschaften bilden daf\u00fcr die Grundlage. Die Auftraggeber kommen u.a. aus dem Automobil- und Nutzfahrzeugbau, der Schienenverkehrstechnik, dem Schiffbau, der Luftfahrt, dem Maschinen- und Anlagenbau, der Energietechnik, der Elektrotechnik, der Medizintechnik sowie der chemischen Industrie. Sie profitieren von ausgewiesener Expertise der gut 400 Mitarbeiter und modernster Technologie auf mehr als 17 900 Quadratmetern Labor- und Versuchsfl\u00e4che.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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