Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Methode zur schnellen Quantifizierung der Spannungsrissbeständigkeit von Blends und Rezyklaten aus Polyethylen auf Basis des Strain Hardening Tests

Polyethylen (PE) ist mengenmäßig der wichtigste Kunststoff in Europa. Neben Monomaterialien werden in der industriellen Praxis aus Kostengründen auch mehr und mehr Blends und Rezyklate eingesetzt. Allerdings ist insbesondere der Rezyklateinsatz bisher auf Anwendungen mit geringen Materialanforderungen beschränkt. Da dieser zukünftig politisch gewollt (und aus Gründen der Nachhaltigkeit langfristig unabdingbar) auf anspruchsvollere Produkte erweitert wird, ist die Charakterisierung der Langzeiteigenschaften, insbesondere der Nachweis einer hinreichenden Spannungsrissbeständigkeit (ESCR), als die Gebrauchsdauer limitierende Eigenschaft, unabdingbar. Bislang sind verfügbare konventionelle Prüfmethoden, wie der Full-Notch Creep Test (FNCT) oder Notched Constant Tensile Load Test (NCTL), aber auch alternative Prüfmethoden, wie der Strain Hardening Test (SHT), für PE-Monomaterialien entwickelt worden. Die Anwendung für PE-Blends und -Rezyklate ist daher Forschungsziel inkl. der Erarbeitung eines grundlegenden Verständnisses, wie die ESCR von Mischungskomponenten und -verhältnissen in PE-Blends und -Rezyklaten abhängt. Um diese Erweiterung des Wissensstandes zu erzielen, werden aus verschiedenen neuwertigen PE- und Polypropylen- (PP) Materialien sowie einigen Rezyklaten (Post-Consumer Ware) systematisch definierte Blends hergestellt, hinsichtlich ihrer ESCR untersucht und mittels analytischer Methoden charakterisiert. Bei der Bewertung stehen die grundlegenden Wirkzusammenhänge und die Ursachenaufklärung im wissenschaftlichen Fokus. Gleichzeitig soll eruiert werden, inwieweit Rezyklate durch Zumischung von Neuware optimiert werden können. Davon sowie von der Qualifizierung des SHT als quantitative Schnelltestmethode zur ESCR-Charakterisierung profitieren Unternehmen, insbesondere kmU, unmittelbar. Sie können dieses Wissen bspw. zur Optimierung ihrer Produkte, Erweiterung der Anwendungsfelder, Erhöhung des Rezyklateinsatzes sowie Minimierung von Schadensrisken nutzen.