Kunststoffanalytik

Die Kernaufgabe des Bereiches Kunststoffanalytik des Instituts für Kunststoff- und Kreislauftechnik IKK ist die qualitative und quantitative polymerchemische Charakterisierung von Kunststoffen und Verbundwerkstoffen. Kunststoffe sind komplexe Werkstoffe, deren Eigenschaften stark von ihrem chemischen und physikalischen Aufbau abhängig sind. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen daher sowohl als Grundlage für das Verständnis der Zusammenhänge zwischen Mikrostruktur und makroskopischen Verarbeitungs-, Gebrauchs- und Entsorgungseigenschaften als auch der Materialentwicklung und Prozessoptimierung sowie der Qualitätssicherung und Schadensanalyse.

Durch den Einsatz von Verfahren wie der Pyrolyse-Gas-Chromatographie oder der mit FT-IR gekoppelten Thermogravimetrie ist die Identifizierung und gegebenenfalls auch Quantifizierung einzelner Materialkomponenten eines Kunststoffs möglich.

Die IR- und Raman-Spektroskopie ermöglichenden Nachweis und die Bestimmung von funktionellen Gruppen. Die Größenausschluss-Chromatographie (GPC) mit verschiedenen Detektoren erlaubt vor allem die Bestimmung der Molarmasse, deren Verteilung und die Polydispersität. Aussagen über die Konformation des Polymers können ebenfalls gemacht werden. Diese Methoden liefern damit Informationen zur Struktur, der Konfiguration, der Molekülgröße und der molekularen Zusammensetzung von Polymeren.

Thermische Eigenschaften eines Kunststoffes oder Verbundwerkstoffes gehören zu den grundlegenden Spezifikationen, welche bei deren Verarbeitung und deren Gebrauchsphase berücksichtigt werden müssen. Eine Verfahrensauslegung und die Vorhersage des Verhaltens in der Anwendung sind ohne Kenntnis der thermischen Kenndaten undenkbar. Besonders wertvolle Erkenntnisse zur Auswirkung von thermisch induzierten Vorgängen ermöglichen gekoppelte Systeme, bei denen die thermische Untersuchung mit der Analyse der chemischen Zusammensetzung (FT-IR-TGA) oder bildgebenden Verfahren (z. B. Heiztischmikroskop mit DSC-Signal) verbunden werden kann.