GAK - Gummi Fasern Kunststoffe

Editorial
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RFP International

RFP ist keine neue Partei: Radikale Fortschritts-Partei oder so, sondern es ist unsere neue internationale Zeitschrift für die Kautschuk- und Kunststoffverarbeitung, mit dem Titel „Rubber Fibres Plastics” die internationale Schwester unserer GAK. Pro Jahr sind zunächst vier Ausgaben geplant (in 2006 zwei Ausgaben), die erste erscheint im Juli zur DKT. Der Aufbau dieser Zeitschrift soll dem der GAK entsprechen, Sprache Englisch,Verbreitung weltweit. Nun gibt es einige ausgezeichnete englischsprachige Zeitschriften, die über diepolymerverarbeitende Industrie berichten. Wir haben jedoch festgestellt, dass die Kautschuk- und Kunststoffverarbeiter weltweit, insbesondere in den aufstrebenden Ländern Asiens, des Vorderen Orients und Zentral- und Osteuropas besonders anpraxisorientierten, im Betrieb anwendbaren Informationen interessiert sind, so wie wir sie in unserer GAK anbieten. Hatte die Technologie der Kautschuk- und Kunststoffverarbeitung zum großen Teil ihren Ursprung in Deutschland, so entstehen jetzt mehr und mehr Zentren für die Entwicklung und vor allem für die Verarbeitung im nicht deutschsprachigen Teilen der Welt. Waren früher im Ausland viele Polymertechniker der deutschen Sprache mächtig, weil sie zum Teil in Deutschland studiert hatten oder wie in Osteuropa ein k.u.k.-Deutsch sprachen und verstanden, so sind es jetzt mehr Fachleute, die Englisch bevorzugen. Diese Leser wollen wir mit RFP erreichen. GAK bleibt selbstverständlich für unsere deutschsprachigen Leser erhalten.

Aufsatz
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Zerstörungsfreies Prüfen mit mobiler NMR

NMR (Nuclear Magnetic Resonance) ist als diagnostisches Verfahren in der Medizin und als Verfahren der molekularen Strukturanalytik in der Chemie etabliert. Dort wird das Objekt im Zentrum eines großen Magneten mit Hochfrequenz untersucht. In den vergangenen Jahren wurden neue NMR-Geräte wie die NMR-Mouse (Mobile Universal Surface Explorer) entwickelt, die klein und transportabel sind und zur Untersuchung auf das Objekt aufgelegt werden. Hierdurch wird nicht nur die Untersuchung vor Ort ermöglicht, sondern es ergeben sich gleichzeitig viele neue Möglichkeiten zur zerstörungsfreien Prüfung organischer Werkstoffe und Produkte. Insbesondere können Materialheterogenitäten und Veränderungen bei Belastungstests und im Betrieb erfasst werden, wobei die Messparameter die molekularen und morphologischen Eigenschaften von Kunststoffen charakterisieren. So zeigt sich an Polyethylenrohren, dass die Kristallinität sich nicht nur über die Dicke der Rohrwand systematisch ändert, sondern auch über die Oberfläche. Da die NMR Kristallinität-Unterschiede in der molekularen Beweglichkeit misst, können das Kriechen des Materials bei starker Deformation, das Kristallisieren beim Tempern, und damit die Ermüdung des Materials bei Belastung mit NMR verfolgt werden. Ebenso können Materialfehler über Änderungen der molekularen Dynamik mit NMR detektiert und die verschiedenen Zwischenschritte bei der Fertigung von Gummiprodukten wie Reifen überwacht werden. Die mobile NMR zur zerstörungsfreien Prüfung wird vorgestellt und mit verschiedenen Beispielen aus dem Bereich der Kunststoffe und Elastomere belegt. Die Ergebnisse zeigen das hohe Potenzial des Verfahrens zur Optimierung von Fertigungsprozessen und zur Zustandsbewertung von Kunststoffprodukten im Einsatz.


NMR (Nuclear Magnetic Resonance) is established in medicine as a diagnostic tool and in Chemistry as a method for analysis of molecular structures. In either case, the object is investigated with radio-frequency waves in the center of a large magnet. In recent years, new devices like the NMR-Mouse (Mobile Universal Surface Explorer) have been developed which are small and portable, and are positioned on the object for investigation. Not only can objects now be investigated at their own location, but many new possibilities are created for nondestructive testing of organic materials and products. In particular, material inhomogeneities and changes invoked during tests and regular use can be assessed, where the measurement parameters characterize the molecular and morphological properties of polymers. For example, it has been shown in this way, that the crystallinity of polyethylene pipes not only changes across the pipe wall, but also along the surface. As NMR measures differences in crystallinity in terms of molecular mobility, the creep of the material under strong deformation, crystallization due to annealing, and material fatigue during different loads can be followed by NMR. Also, defects can be detected via changes in molecular dynamics, and the different intermediate steps in the fabrication of rubber products like tires can be monitored. Mobile NMR for nondestructive testing is introduced and illustrated with examples of polymer and rubber products. The results demonstrate the high potential of the method to optimize fabrication processes and to assess the state of polymer products during their use.

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Die mikrothermische Analyse µTA – Eine neue Methode zur Verbundcharakterisierung

Die mikrothermische Analyse µTA ist eine relativ neue Methode in der Polymercharakterisierung. Diese Technik vereint die Vorteile der Atomkraftmikroskopie (AFM), wie hohe Auflösung, mit Techniken der konventionellen thermischen Analyse. Typische Kennwerte wie die Glasübergangstemperatur oder Schmelztemperatur von Polymeren können mit einer lateralen Auflösung von wenigen Mikrometern ermittelt werden.
Vorteilhaft wird diese Technik eingesetzt zur Charakterisierung dünner Schichten bei Lacken oder Klebungen sowie zur Untersuchung und Darstellung von Grenzschichten in Verbunden.
Im vorliegenden Beitrag werden Anwendungen der µTA zur Charakterisierung von Grenzschichtprofilen in Lackschichten, Faserverbundmaterialien und Klebungen sowie Oberflächenuntersuchungen an Beschichtungen und modifizierten Filmen dargestellt.


The micro-thermal analysis method (µTA) is a relatively new technique for the characterisation of polymeric materials. The µTA combines the benefits of the atomic force microscopy (AFM) as the high resolution technique with some of the quantitative analysis techniques of conventional thermal analysis. Typical characteristic values as the glass transition temperature or the melting point of the polymer can be measured with a spatial resolution of few micro meters.
Advantageous this technique is used for the characterisation of thin layers of coatings or bonded joints and also for the investigation and illustration interphases in composites.
The present article describes applications of the µTA for the characterisation of interphase profiles in composites and surface studies of coatings and modified films.

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302
Intelligent und sicher prüfen

In allen Verarbeitungsstufen der Kunststoffindustrie finden heute Material- und Werkstoffprüfungen statt. Viele Rohmaterialhersteller und Compoundierer ermitteln so genannte Einpunktkennwerte, die zum Beispiel in der Campus-Datenbank hinterlegt werden. Verarbeiter führen Zug-, Biege- oder Funktionsprüfungen an den fertigen Produkten oder an daraus entnommenen Proben durch und überwachen damit Spezifikationsgrenzen. Allen gemeinsam ist, dass die Prüfung selbst möglichst unter immer gleichen Bedingungen stattfindet und dabei der Einfluss des Bedieners auf das Messergebnis möglichst gering bleibt. Der Software der Prüfmaschine kommt in diesem Zusammenhang eine zentrale Bedeutung zu. Sie bestimmt über den Automatisierungsgrad während des Prüfablaufes, wie auch über die reproduzierbare Anwendung vorher festgelegter Auswertemechanismen.


Materials testing is performed in all process steps of the plastics industry these days. Many raw materials manufacturers and compounders determine single-point data which is stored, e.g., in the Campus data base. Many producers perform tensile, flexure, or functional tests on the completed products or selected samples, and thereby monitor specification limits. A common factor is that the test itself should always be performed under the same conditions to minimise the influence of the tester on the test result. The testing machine software plays a key role in this respect. It determines the degree of automation during the test process as well as the reproducible application of predetermined evaluation mechanisms.

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Kapillarrheometrie von Kunststoffschmelzen und Optionen zur Prozessmodellierung

Berechnungen des Fließverhaltens in Verarbeitungsmaschinen benötigen rheologische Funktionen, die im prozessrelevanten Bereich von Scher- und Dehngeschwindigkeit, Temperatur und Druck bestimmt werden, zur Lösung der Probleme von Scale-Up von technischen Prozessen, Prozessüberwachung, Prozesskontrolle und von wissenschaftlichen Anwendungen. Hochdruckkapillarrheometer unterschiedlicher Ausführung, mit unterschiedlichem Messbereich und den dazugehörigen Erweiterungsoptionen (pVT-Messung, Gegendruckkammer, Schwellwertmesseinrichtung …) können diese Funktionen in einem Datenbankformat zur Lösung oben genannter technologischer Aufgaben generieren. Hierdurch werden Hochdruckkapillarrheometer zum “Simulator für Materialmodelle” unter prozessrelevanten Bedingungen. Die Prozessmodelle ihrerseits vervollständigen die Modelle der Prozesse der Kunststoffverarbeitung und sind unverzichtbare Werkzeuge im Engineering zur Lösung oben genannter Aufgaben in Planung, Realisierung und Anwendung.


Calculation of flow in processing machines necessarily need rheological functions in a process like range of shear and elongation rates, temperatures and pressures to solve the problems of scale up of technical processes, process monitoring and control and scientific applications. High pressure capillary rheometers of different design and measurement range with corresponding options (pVT-measurement device, pressure chamber, die swell tester …) generate these functions in a database shape to use them in above mentioned technological tasks. Thus high pressure capillary rheometers become a “simulator for material models” under process like conditions. The process models themselves complete the process models of polymer processing and are essential tools of engineering to solve above mentioned technological tasks in planning, realisation and application.

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Buchbesprechung
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Wörterbuch Qualitätsmanagement

hrsg. vom DIN Deutsches Institut für Normung e. V.
Beuth Verlag, Berlin, 2006
144 S., 29,00 EUR
ISBN 3-410-16050-7

322
Kunststoffe und EMV

Kontakt & Studium Bd. 678
Expert Verlag, Renningen, 2006
191 S., 39,80 EUR
ISBN 3-8169-2567-7

322
Kunststoffe

Wiley-VCH, Weinheim, 1. Aufl. 2006
363 S., 89,00 EUR
ISBN 3-527-31582-9