Künstliche Alterung von Kunststoffen

Die Alterung von Kunststoffen führt üblicherweise zu einer Reduktion der Werkstoffeigenschaften wie den mechanischen Kennwerten. Typischerweise kann die Qualität der Oberflächen geringer werden, da sich Mikrorisse bilden können und einige Werkstoffe zum Ausbleichen, Farbänderungen, Glanzverlust und Auskreiden neigen. Die Alterung von Polymeren kann zu einem frühzeitigen Versagen von Bauteilen führen. Es sollten daher geegnete Maßnahmen zur Vermeidung der Schädigung durch Alterung ergriffen werden.

Die Alterung von Polymeren ist durch die Vielzahl an Einflussfaktoren wie beispielsweise dem einwirkenden Medium, der Temperatur, der Sonneneinstrahlung oder aufgrund einer kombinierten Wechselbeanspruchung aus Temperatur und Medium sehr komplex.

Um einzelne Einflussfaktoren gezielt untersuchen zu können, wurden viele Methoden zur Bewertung der Alterung bzw. Beständigkeit von Kunststoffen entwickelt. Diese lassen sich verschiedenen Themenbereichen zuordnen:

klimapruefung_thermische_alterung_waermeschrank

Auslagerung

Biegestreifenmethode

Spannungsrissbeständigkeit

Blick ins Labor Künstliche Alterung

Laborbewitterung

Neben Untersuchungen aus diesen Themenbereichen bieten wir Ihnen die Anwendung der Stepped Isothermal Methode (SIM) an. Diese zeitraffende Methode dient der Bewertung des Langzeitkriechverhaltens von Kunststoffen. Dazu wird beispielsweise der Zugversuch zur globalen und die registrierenden Makrohärtemessung zur oberflächensensitiven Bestimmung des Langzeitkriechverhaltens durchgeführt.

Bei der Untersuchung der Alterung ist die Auswahl an begleitenden Untersuchungen zur Charakterisierung der Alterungsphänomene besonders wichtig. Die Änderungen an der Oberfläche werden mit optischen und lichtmikroskopischen Betrachtungen sowie mit Farb- und Glanzmessungen bewertet. Geeignete mechanische Versuche sind zur Bestimmung der Änderung der intrinsischen, globalen Werkstoffeigenschaften gezielt auszuwählen. Strukturanalysen können Informationen zum Abbau von Molekülketten und Stabilisator liefern.

Wir beraten Sie gern, welche Methodenkombination für Ihre Aufgabenstellung geeignet ist.

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FAQ: Häufige Fragen zur Umweltsimulation - Alterung 

Können Sie Kunststoff-Fensterprofile und andere Kunststoffprodukte für den Außeneinsatz nach DIN EN ISO 4892-2 künstlich bewittern und akkreditiert prüfen?“

Ja. Die Polymer Service GmbH Merseburg führt akkreditierte künstliche Bewitterungsprüfungen an Kunststoff-Fensterprofilen und anderen Kunststoffprodukten durch. Dafür stehen Xenonbogen- und UV-Fluoreszenzgeräte für Prüfungen nach DIN EN ISO 4892-2 und DIN EN ISO 4892-3 zur Verfügung. PVC-Fensterprofile können zudem akkreditiert nach DIN EN 513 geprüft werden.

Unter definierten Bestrahlungs-, Temperatur- und Feuchtebedingungen wird die Beanspruchung durch Witterung zeitraffend im Labor nachgebildet. Veränderungen wie Verfärbung, Glanzverlust oder eine Verschlechterung mechanischer Eigenschaften können anschließend messtechnisch bewertet werden.

Welches Bewitterungsprogramm und welche Prüfdauer für Ihr Produkt sinnvoll sind, hängt von Werkstoff, Anwendung und Einsatzbedingungen ab. Unsere Prüfingenieure beraten Sie gerne persönlich bei der Auswahl der geeigneten Prüfung.

Wie kann die langfristige UV- und Witterungsbeständigkeit von Kunststoffprodukten für den Außeneinsatz im Labor untersucht werden?

Kunststoffprodukte für den Außeneinsatz wie Gartenmöbel, Gehäuse oder Sportgeräte sind über lange Zeit Sonnenstrahlung, Feuchtigkeit und wechselnden Temperaturen ausgesetzt. Dadurch können beispielsweise Verfärbungen, Glanzverlust, Rissbildung oder Versprödung auftreten. Mit der künstlichen Bewitterungs- und Alterungsprüfung lässt sich untersuchen, wie sich solche Einflüsse auf einen Kunststoff auswirken.

Die Polymer Service GmbH Merseburg führt dafür beschleunigte künstliche Bewitterungsprüfungen mit Xenonbogenstrahlung nach DIN EN ISO 4892-2 sowie mit UV-Fluoreszenzlampen nach DIN EN ISO 4892-3 durch. Unter definierten Bedingungen wirken Strahlung, Temperatur und Feuchte bzw. Benässung über festgelegte Prüfzeiten bzw. Bewitterungszyklen auf die Proben ein.

Nach definierten Bewitterungsintervallen können Veränderungen beispielsweise durch vergleichende Farbmessungen (ΔE), Glanzmessungen, visuelle Beurteilungen sowie mechanische Prüfungen untersucht werden. So lässt sich bewerten, wie sich die Materialeigenschaften im Verlauf der künstlichen Alterung verändern. Unsere Prüfingenieure beraten Sie bei der Auswahl des geeigneten Bewitterungsverfahrens, empfehlen Prüfzeiten und unterstützen bei Bedarf bei der werkstoffkundlichen Einordnung der Ergebnisse und möglichen Maßnahmen zur Verbesserung der UV- und Witterungsbeständigkeit.