Analyselösungen für Compounds

Analyse fester und geschmolzener Polymere mit dem Rotationsrheometer

Polymere sind große Moleküle, die aus kleineren Molekülgruppen (sogenannten Wiederholungseinheiten) bestehen, welche in langen Ketten miteinander verbunden sind. Mit ihrem breiten Anwendungsspektrum sind sie aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Im festen Zustand kommen sie in Verkleidungen, Verpackungen und Verbundwerkstoffen zum Einsatz. Für diese Anwendungen werden Polymere erhitzt und im geschmolzenen Zustand verarbeitet.

Aufgrund ihrer chemischen Struktur und hohen Molekülmasse zeigen Polymere ein komplexes Fließ- und Verformungsverhalten. Als sogenannte viskoelastische Stoffe besitzen sie viskose und elastische Eigenschaften. Welches Verhalten dominiert, hängt von der molekularen Struktur und den Test- oder Prozessbedingungen ab. 

Die Kenntnis der viskoelastischen Eigenschaften eines Polymerstoffes ist von entscheidender Bedeutung, um Rezepturen oder Gemische zu optimieren oder ein Verfahren an die Eigenschaften eines Werkstoffs anzupassen. 

Die Rheologie ist ein bewährtes Verfahren zur Analyse der mechanischen Eigenschaften von Polymeren in ihren diversen Zustandsformen.

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Kurzlinks

Produktfavoriten für die Polymerrheologie
HAAKE MARS Rheometer

HAAKE MARS Rheometer

Temperierkammer (Controlled Test Chamber) für HAAKE MARS Rheometer

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Klemmvorrichtung für HAAKE MARS Rheometer zur Messung von Feststoffen

Klemmvorrichtung für HAAKE MARS Rheometer zur Messung von Feststoffen

Rheologie von Polymerschmelzen
Rheologie von Polymerschmelzen

Rheologische Messungen liefern wertvolle Informationen zum Umform- und Fließwiderstand von Polymerschmelzen und zu ihren viskoelastischen Eigenschaften. Die Ergebnisse können genutzt werden, um Verarbeitungs- und Umformschritte wie Extrusion und Spritzgusstechnik weiter zu optimieren. Zusätzlich erlauben rheologische Parameter aus Oszillationstests Rückschlüsse auf die Molekülmasse und die Molekülmassenverteilung thermoplastischer Polymere.


dynamisch-mechanische Thermoanalyse (DMTA)
Dynamisch-mechanische Thermoanalyse (DMTA)

Rotationsrheometer können zur dynamisch-mechanischen Thermoanalyse (DMTA) eingesetzt werden. Dabei wird eine feste Probe in Schwingungen versetzt, während die Temperatur sich kontinuierlich ändert. Anhand der gewonnenen Messdaten können charakteristische Phasenübergänge bestimmt werden, beispielsweise die Glasübergangs-, Schmelz- oder Kristallisationstemperatur. Daneben werden mit der DMTA das Leistungsverhalten des fertigen Produkts und wichtige anwendungsbezogene Eigenschaften wie Steifigkeit, Sprödigkeit, Dämpfung und Stoßfestigkeit bestimmt.


Dehnrheologie
Dehnrheologie

Neben Rotation und Oszillation kann auch die Dehnung als dritte Strömungsart mit rheologischen Methoden untersucht werden. Dehnströmungen treten bei zahlreichen technischen Verfahren auf, zum Beispiel beim Sprühen, Befüllen oder in Bezug auf Polymerschmelzen beim Folienblasen, der Schaumextrusion oder dem Faserspinnen. 

Mit dem SER-Verfahren (Sentmanat Extension Rheometer, SER) können dehnrheologische Messungen an Polymerfolien auch mit einem Rotationsrheometer durchgeführt werden. Das Dehnverhalten von Polymerstoffen kann sich stark vom Verhalten in einer Scherströmung unterscheiden. Dabei können Phänomene wie die Dehnverfestigung auftreten. Ein grundlegendes Verständnis der Dehneigenschaften einer Polymerprobe kann dazu beitragen, die Endeigenschaften von Materialien zu verbessern, die mit den oben genannten Verfahren verarbeitet und geformt werden.


Polymer analysis workflow
HAAKE MiniJet Pro molds
Ablauf einer Polymeranalyse

Compoundieren. Formen. Analysieren.

Sie haben nur wenige Gramm an Material und möchten daraus eine Probe für die rheologische Charakterisierung herstellen. Wie sollten Sie vorgehen?

Der Thermo Scientific Process 11 Compoundierer für geringe Materialmengen ermöglicht die Verarbeitung kleiner Materialmengen (20 g). Mit der Thermo Scientific HAAKE MiniJet Pro Spritzgussmaschine können dann aus dem Materialgemisch problemlos verschiedene Proben für Prüfungen zur rheologischen Charakterisierung des Materials hergestellt werden. 

Ist Ihre verfügbare Menge noch geringer? Machen Sie sich um begrenzte Materialmengen keine Sorgen. Mit dem MiniJet Pro System können Sie vielfältige Probengeometrien erzeugen. Durch effiziente Probenvorbereitung mit nur 2 bis 5 ml Material können Sie Kosten senken.

Webinar-Empfehlung: Angewandte Polymerrheologie

Die Polymerrheologie untersucht die viskoelastischen Eigenschaften von Polymermaterialien in unterschiedlichen Zustandsformen. Dieses Webinar bietet einen Überblick über gängige rheologische Messtechniken zur Untersuchung fester und geschmolzener Polymere. Die herstellungs- und anwendungsbezogenen Ergebnisse werden diskutiert und Rheometerkonfigurationen zur Untersuchung von Polymeren vorgestellt.  

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Angewandte Polymerrheologie

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