Umweltteste, Materialalterung, thermische Analyse

Test in der Klimakammer unter erhöhter Feuchtigkeit

Eine Klimakammer ist ein geschlossener Raum, in dem Auswirkungen spezifischer Klimabedingungen auf jedes Testobjekt überprüft werden können, egal, ob es sich um ein gesamtes Industrieobjekt, seine Teile, die für seine Produktion verwendeten Materialien, Schaltkreise oder sogar um biologisches Material handelt. Mithilfe der Klimakammer können künstliche Bedingungen nachgestellt werden, denen die getesteten Objekte während ihrer Nutzungsdauer in der Praxis ausgesetzt sein könnten. Während der Prüfung in der Klimakammer können abrupte Änderungen der Klimabedingungen nachgestellt werden, sogar auch solche, die bei tatsächlicher Anwendung des Testobjekts nicht erreicht werden könnten.

Klimawechseltest in Klimakammern (PV 1200, PV 2005)

PV 1200: Diese Prüfnorm beschreibt den Klimawechseltest (Wärme- / Kältezyklus) für die Prüfung von Aggregaten, z.B. Autoteile im Motorraum. Dabei soll das Verhalten der Aggregate bzw. Autoteile bei Belastung durch Klimawechsel mithilfe von Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen (z. B. Anfälligkeit auf die Bildung von Rissen, Deformation und Lockerung von Verbindungen) bewertet werden.
Diese Prüfungen dienen dazu, dass in einem kurzfristigen beschleunigten Test die Schwachpunkte der Konstruktionsteile festgestellt werden.

Alterung bei erhöhter Temperatur

Die Alterung von polymeren Materialien kann mithilfe beschleunigter Alterungsverfahren durch Lagerung der Proben bei verschiedenen Temperaturen in Öfen erreicht werden. Die entsprechenden Testproben werden zur Prüfung in bestimmten Zeitintervallen aus den Öfen genommen. Die Verringerung der Materialeigenschaften wird zur Messung des Alterungsverhaltens verwendet. Typische Testverfahren zur Bestimmung der Änderungen sind mechanische, elektrische und Oberflächentests und auch die optische Bewertung.

Thermische Eigenschaften (DSC, Vicat-Erweichungstemperatur, Biegetemperatur)

DSC wird zur Messung von Temperatureinflüssen, zur Analyse von thermischen Prozessen und Eigenschaften, Identifizierung oder Vergleich von Materialien verwendet. Das DSC-Verfahren kann Wärmekapazitäten und Enthalpieänderungen (Wärmefluss) für Phasenübergänge als Funktion der Wärme oder Zeit bestimmen.

Bestimmung der Erweichungstemperatur  nach Vicat (VST). Zweck der Prüfung ist die Bestimmung, bei welcher Temperatur es zur erkennbaren Materialerweichung kommt. Die Wärmeformbeständigkeit nach Vicat ist die Temperatur, angegeben in °C (VST – Vicat Softening Temperature), bei der eine Standardnadel mit kreisrunder Fläche 1 mm² in die Oberfläche des Testkörper um 1 mm unter den vorgeschriebenen Bedingungen gedrückt wird. In Bezug auf die experimentelle Anordnung ist dieser Test für Kunststoffe geeignet, die nicht mit einem Material verstärkt sind, die das Eindringen der Nadel in die Probe verhindern könnten (z.B. mit Textilien, Fasern ...).

Simulation von Sonnenstrahlung

Wenn Kunststoffe Wetterbedingungen ausgesetzt sind, insbesondere der UV – Strahlung, kommt es meistens zu irreparablen chemischen Veränderungen in der Struktur der Matrix, die wiederum zur Verschlechterung bis zum vollständigen Verlust der Nutzeigenschaften führen. Um Informationen zu erlangen, wie sich das Polymer unter Aussetzung von Sonnenstrahlung verhält, werden in der Praxis verschiedene Alterungsmethoden angewandt. Der objektivste Test ist die direkte Aussetzung unter realen Bedingungen. Beschleunigte Teste, die Außenbedingungen im Labormaßstab simulieren, werden in Räumen durchgeführt, die eine auf die Erdoberfläche (295 – 400 nm) auftreffende UV-Strahlung der Sonne simulieren, die sich am stärksten am Abbau der Polymere beteiligen, insbesondere von Polyolefinen. Für die beschleunigte Alterung von Polymeren werden verschiedene Gerätetypen eingesetzt, die sich insbesondere durch die Art der Lichtquelle und technischen Ausstattung unterscheiden.