Dynamische Differenzkalorimetrie DSC – Prozesskontrolle durch Thermische Analyse

Dynamische Differenzkalorimetrie DSC

Die Dynamische Differenzkalorimetrie DSC ist eine Methode aus der Gruppe der Thermischen Analyse. Sie ist seit vielen Jahrzehnten eine aussagekräftige und effiziente Routinemethode in der Kunststoffindustrie; sowohl im Bereich der Forschung und Entwicklung als auch produktionsbegleitend zur Qualitätssicherung. Auch für Prozesse wie z. B. dem Folienextrusionsverfahren oder Verarbeitungsverfahren wie z.B. Thermoformen, gibt es Lösungen zur Prozesskontrolle.

Unter dem Einfluss eines kontrollierten Temperaturprogramms werden zu untersuchende Proben mit einer definierten Heiz- bzw. Kühlgeschwindigkeit von einer Start- zu einer Endtemperatur aufgeheizt bzw. abgekühlt. Thermisch induzierte Prozesse wie Schmelzen, Verdampfen, Kristallisieren oder Phasenumwandlungen werden gleichzeitig mit Hilfe von Temperatursensoren erfasst.

Häufig zeigen polymere Materialien überlagerte Messeffekte. Die Glasumwandlung kann z. B. durch entweichende Feuchtigkeit oder Zersetzung verdeckt sein, sodass sie nicht einfach bestimmt werden kann. Auch hier bietet die DSC mit Hilfe so genannter temperaturmodulierter DSC Technik Lösungen. Reversierende Effekte wie Glasübergangstemperaturen können damit in einer Messung von nicht reversierenden Effekten (z. B. Feuchtigkeit, Zersetzung) einfach und eindeutig getrennt werden. Als Spezialisten im Bereich der Thermischen Analyse verfügen wir ebenfalls in unseren Kunststoff Prüflabor über die Technik der Temperaturmodulierten Dynamischen Differenzkalorimetrie.

Gerne beraten wir Sie bei Ihren Fragestellungen.

VDMA 8748: Kriterien zur Qualitätsbeurteilung von Packstoff zur Verarbeitung auf Siegelrand- und Schlauchbeutel-Form-, Füll-, und Verschleißmaschinen und -anlagen (Mindestanforderungen)

Barriere EVOH

Alle die sich mit den aufgeführten Verpackungen und Packstoffen beschäftigen sollten sich die aufgeführte VDMA 8748 Richtlinie einmal näher ansehen.

Diese beschreibt Mindestanforderungen für Flachfolien zur Qualitätsbeurteilung und ist in folgende Kapitel unterteilt:
– Äußere Merkmale von Folienrollen.
– Maßtoleranzen von Folienrollen
– Steuermarken
– Bedruckung
– Thermische Eigenschaften
– Siegelbarkeit
– Siegeleigenschaften
– Mechanische Eigenschaften
– Anforderungen an Verarbeitungsumfeld

Sie eignet sich auch sehr gut für die Erarbeitung von Spezifikationen für Folien und flexible Verpackungen.

Gerne  unterstützen wir Sie bei den notwendigen Prüfungen oder der Erarbeitung von Vereinbarungen.

 

Einfluß der Herstellung / Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) am Beispiel einer Polyethylenfolie

Dynamische Differenzkalorimetrie DSC Polyethylen Folie

Mechanische Folieneigenschaften werden sowohl durch die Auswahl der Rohstoffe als auch durch die Verarbeitungsbedingungen eingestellt.

Für die Erkennung unterschiedlicher Prozeßbedingungen eignen sich je nach Ausprägung, Material und Verfahren mechanische Prüfverfahren ( z.B. Sekantenmodul nach ASTM D882, Schrumpftest) als auch thermische Analysenverfahren. In dem oben aufgeführten Bild wurde eine Polyethylen (PE) Folie mit den gleichen Rohstroffen, aber zwei geringfügig unterschiedlichen Prozeßbedingungen produziert.

Die  Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) kann über das Schmelzverhalten im sogenannten 1.Heizlauf und einem speziell angepaßten Programm diese feinen Unterschiede herausarbeiten. Unter Berücksichtigung einer entsprechenden Stichprobenanzahl und Messung unterschiedlicher Chargen kann so ein “Fingerprint” des Materials inklusive Verarbeitung erstellt werden. Am Beispiel der oben aufgeführten Abbildung ist erkennbar, daß sowohl das Schmelzmaximum als auch die Form des Schmelzpeaks der Polyethylenfolie je nach Herstellweise unterschiedlich ist.

Dies eignet sich als Qualitätskontrolle für unterschiedlichen Chargen und auch zur Ursachenerkennung bei Reklamationen.

Wenn Sie mehr über die Anwendung wissen möchten oder einen aktuellen Anwendungsfall haben, sprechen Sie uns an.

Wir helfen gerne weiter !!!

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