Extrusion 7-2020

29 Extrusion 7/2020 Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF Bartningstr. 47, 64289 Darmstadt, Deutschland www.lbf.fraunhofer.de tralen Treiber geworden. Hier liegt eine besondere Herausforde- rung darin, Konsistenz hinsichtlich der Art und des Gehaltes von Additiven sicherzustellen. Der Bestimmung aller genannten Parameter geht das Fraunhofer LBF in seinem chromatografi- schen Team nach. “Moderne chromatografische Methoden sind unentbehrliche Werkzeuge bei der Entwicklung von Polyolefinen und bei der Sicherstellung ihrer Qualität. Sie ermöglichen es, die in den Ma- terialproben enthaltenen Polymerketten nach Größe oder Che- mie zu trennen und dann zu quantifizieren. Das macht sie zu ei- nem wertvollen Instrument bei der Analyse von Materialproben im Sinne einer Wareneingangskontrolle, beispielsweise zur De- tektion von Fehlchargen, wie auch bei der quantitativen Be- stimmung von Materialveränderungen infolge der Anwen- dung”, erklärt Dr. Robert Brüll, Group Manager Material Analy- sis am Fraunhofer LBF. Chargenschwankungen präzise und schnell erfassen Eine in der analytischen Routinepraxis weit verbreitete Methode zur molekularen Charakterisierung von Polyolefinen, wie auch anderen Polymeren, ist die Gelpermeationschromatografie (GPC). Diese ermöglicht eine Auftrennung der Probe nach Mo- lekulargewicht. In der Regel wird nur die Konzentration der ge- trennten Moleküle bestimmt. Informationen zu deren Zusam- mensetzung werden jedoch nicht erhalten. “Die genaue Ermitt- lung der chemischen Zusammensetzung stellt eine Herausfor- derung an die eingesetzten Detektoren dar und kann lediglich durch die Kombination entsprechender spektroskopischer Tech- niken erreicht werden. Gerade bei Polyolefinen bestand hier ei- ne technologische Lücke, da diese aufgrund ihres teilkristalli- nen Charakters erst bei deutlich erhöhten Temperaturen in Lö- sung gehen, und daher entsprechend temperaturbeständige Instrumentierung benötigen”, betont Dr. Brüll. Um diesen Bedarf zu decken, wurde vom Fraunhofer LBF in Zu- sammenarbeit mit der Firma PolymerChar ein entsprechender Chromatograf entwickelt, der Betriebstemperaturen bis zu 200 °C ermöglicht. Dieser ist mit jeweils einem neu entwickel- ten Infrarot (IR)- und UV-Detektor ausgerüstet, was das gesam- te Spektrum der Schwingungsspektroskopie abdeckt. Damit er- geben sich vollkommen neue Perspektiven für die Untersu- chung von Polyolefinen, Olefincopolymeren und deren Com- pounds. Beispielsweise lassen sich so Propylen-basierte Reaktor- blends mit bisher nicht erreichbarer Genauigkeit untersuchen und Chargenschwankungen aufzeigen. Formulierungen umfassend betrachten Die Materialeigenschaften von Formulierungen werden heute mittels Additive flexibel und kostengünstig maßgeschnei- dert/designt. Existierende Methoden, die einen hohen Zeit- und Arbeitsaufwand benötigen, eignen sich jedoch nicht zu einer engmaschigen Qualitätskontrolle. Zudem können schwer extra- hierbare Additive auf diesem Weg nicht analysiert werden. Hier eröffnen die neu entwickelten Detektoren (IR- und UV-Detek- tor) innovative Möglichkeiten für eine schnelle und akkurate Analyse von Additiven, indem in einem Arbeitsschritt die For- mulierung chromatisch aufgetrennt und spektroskopisch er- fasst werden. Hiermit kann das Spektrum der Additivanalytik stark erweitert werden. Reaktive Extrusion Die Reaktivextrusion ist eine sehr flexible und ökonomische Möglichkeit, Polyolefincompounds mit maßgeschneiderten Ei- genschaftsprofilen herzustellen. Ein bekanntes Beispiel ist die Modifikation von Polyethylen oder Polypropylen mit Maleinsäu- reanhyrid (MAH) zur Erhöhung der Polarität. Die finalen Eigen- schaften der modifizierten Polyolefine werden insbesondere von der Menge und der Verteilung der MAH-Gruppen geprägt. Durch die Möglichkeit, diese parallel zur Menge der getrennten Polymerketten separat zu detektieren, liefert der vom Fraunho- fer LBF neu entwickelte Chromatograf in nur einem Untersu- chungsschritt entscheidende Informationen zur Qualität des MAH-modifizierten Materials. ELEKTROWÄRMETECHNIK FRANZ MESSER GMBH ERGE Elektrowärmetechnik - Franz Messer GmbH 91220 Schnaittach - Hersbrucker Straße 29-31 Tel. +49/9153/921-0 Fax +49/9153/921-117 www.erge-elektrowaermetechnik.de mail: verkauf@erge-elektrowaermetechnik.de HEIZEN TROCKNEN REGELN CONTROLLING HEATING DRYING