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E-Book

DSC-Prüfung in der Anwendung

AutorAchim Frick, Claudia Stern
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2013
Seitenanzahl188 Seiten
ISBN9783446436923
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis31,99 EUR
Kunststoffe finden aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften umfangreichen und stetig wachsenden Einsatz in vielen Feldern der Technik und des täglichen Lebens. Die Gewährleistung der erforderlichen Produktqualität besitzt deshalb eine hohe Priorität. Hierzu bedarf es einer geeigneten Rohstoffeingangskontrolle, Prozessüberwachung und der Erfassung der Produktqualität. Die Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC-Methodik) erweist sich hier als effektives Prüfverfahren. Mit der DSC-Prüfung lassen sich selbst komplizierte dreidimensionale und sehr kleine Teile schnell und exakt untersuchen.
Das Fachbuch führt in seiner zweiten aktualisierten und erweiterten Auflage in die Möglichkeiten und Grenzen der DSC-Methodik ein. Es erläutert die Probenvorbereitung, die Wahl geeigneter Messabläufe und weist auf mögliche Fehler in der Handhabung hin. Ausgewählte Beispiele aus der Praxis zeigen die unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten dieser Technik. In der nun hier vorliegenden zweiten Auflage wurden die bewährten Ausführungen überarbeitet und ergänzt, Informationen zu neuen Sonderverfahren der DSC-Prüfung und anderen thermoanalytischen Verfahren sind hinzugekommen und der Bereich der Anwendungen wurde durch interessante Beispiele erweitert.
Das praxisorientierte Buch wird dem Laborpraktiker als auch dem Kunststoffteileentwickler, dem Qualitätsverantwortlichen und dem Lernenden von großem Nutzen sein.
Themenschwerpunkte:
- Einführung in die Kunststofftechnik
- Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)
- Anwendungen für die Wareneingangs- und Fertigungskontrolle

Prof. Dr.-Ing. Achim Frick hat Maschinenwesen an der Universität Stuttgart studiert und am Institut für Kunststoffprüfung über Hochleistungsfaserverbundwerkstoffe promoviert. Nach mehrjähriger Industrietätigkeit im Entwicklungsbereich wurde er 1997 an die Hochschule Aalen in die Kunststofftechnik berufen. Seine Lehrgebiete sind polymere Werkstoffe, Bauteilentwicklung und Kunststoffprüfung. Er ist Leiter des Institutes Polymer Science and Processing (iPSP) an der Hochschule Aalen und forscht und publiziert zu werkstoff- und produktionstechnologischen Fragen. Als Leiter des Steinbeis Transferzentrums Polymer Engineering (PETZ) in Aalen ist er im Technologietransfer zur Industrie und in der Weiterbildung aktiv.
Dr. Claudia Stern studierte Chemie an der Hochschule Aalen. Nach ersten Stationen in der Industrie forschte sie an der Hochschule Aalen zum Thema Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von hochmolekularen Polypropylenen und promovierte in Kooperation mit der niederländischen Universität Twente in Enschede. Seit 2006 arbeitet sie bei der ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH in Bietigheim und beschäftigte sich mit der Entwicklung und Markteinführung eines neuartigen, thermoplastischen Fluorpolymers. Mittlerweile ist sie im Unternehmen verantwortlich für Entwicklung, Fertigung und Vertrieb im Geschäftsbereich Thermoplastische Hochleistungskunststoffe.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Inhalt12
Vorwort zur 1. Auflage8
Vorwort zur 2. Auflage10
1 Einführung in die Kunststofftechnik16
1.1 Polymere Werkstoffe (Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere)20
1.2 Verarbeitung der polymeren Werkstoffe23
1.2.1 Einflüsse auf die Formteilqualität23
1.3 Anforderungen an die Prüftechnik für polymere Werkstoffe und Formteile26
1.4 Prüfverfahren27
1.5 Thermische Analyse28
1.5.1 Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)28
1.5.2 Thermogravimetrie (TGA)32
1.5.3 Dynamisch-Mechanische Analyse (DMA)33
1.5.4 Dilatometrie34
2 Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)36
2.1 Prinzip36
2.2 Messmethodik39
2.3 Auswertung42
2.3.1 Interpretation von Messkurven48
2.4 Durchführung51
2.4.1 Probenpräparation51
2.4.2 Probenentnahme52
2.4.3 Messapparat56
2.4.4 Messbedingungen und -parameter57
2.5 Einflussfaktoren60
2.5.1 Probenmasse60
2.5.2 Probenauflagefläche61
2.5.3 Probenebenheit62
2.5.4 Heiz- und Kühlrate64
2.5.5 Endtemperatur67
2.5.6 Ofenatmosphäre68
2.5.7 Messartefakte69
2.6 Messgenauigkeit70
2.7 Spezielle Verfahren der Dynamischen Differenzkalorimetrie72
2.7.1 Hochdruck-DSC72
2.7.2 Temperaturmodulierte DSC75
2.7.3 Hochgeschwindigkeits-DSC76
2.7.4 DSC-Fotokalorimetrie79
2.7.5 DSC-Mikroskopie80
3 Wareneingangskontrolle – Anwendung der DSC-Prüfung84
3.1 Werkstoffidentifikation84
3.2 Detektion von Rezepturkomponenten88
3.3 Detektion von Chargenunterschieden92
3.4 Detektion von Mischungen93
3.4.1 Detektion von Mehrschichtfolien95
3.5 Detektion und Einfluss von Stabilisatoren96
3.6 Detektion einer Nukleierung98
3.7 Detektion und Einfluss von Farbe101
3.8 Bestimmung der Füllstoffmenge107
3.9 Detektion der Molmasse108
3.10 Qualifzierung von Rezyklat116
4 Fertigungskontrolle.– Anwendung der DSC-Prüfung118
4.1 Einfluss der Verarbeitung118
4.2 Einfluss der Einspritzgeschwindigkeit121
4.3 Einfluss der Fließweglänge125
4.4 Einfluss der Massetemperatur129
4.5 Einfluss langer Verweilzeiten134
4.6 Einfluss der Feuchtigkeit139
4.6.1 Einfluss der Konditionierung143
4.7 Detektion der Werkzeugtemperatur146
4.7.1 Einfluss verschiedener Prozessparameter150
4.8 Unterscheidung von Gut- und Schlechtteil152
4.9 Detektion der Temperkonditionen154
4.10 Prozessüberwachung158
4.11 Bewertung der Formteilqualität160
4.12 Werkstofftechnische Untersuchungen162
4.12.1 Korrelation thermomechanische und kalorische Eigenschaften162
4.12.2 Korrelation Kriechverhalten und kalorische Eigenschaften163
4.12.3 Korrelation Verarbeitbarkeit und kalorische Eigenschaften165
4.12.4 Zusammensetzung von Polymer-Blends167
4.12.5 Vernetzungsverhalten von Elastomeren168
5 Glossar der Kalorimetrie170
5.1 Begriffsbestimmungen170
5.2 Messbedingungen174
5.3 Kurveninterpretation177
6 Weiterführende Literatur182
Grundlagen DSC182
Werkstoffkunde Polymere182
Prüftechnik allgemein183
Normen183
7 Autoren184
Prof. Dr.-Ing. Achim Frick184
Dr. Claudia Stern185
Index186

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