(Bild: Johannes Schrauf)
09.09.2021 Prüfverfahren praxisgerecht anwenden – Teil 1
Motivation, Entwicklungen und Perspektiven der Elastomerprüfung
Dichtungsanwendern stehen heute mehr Prüfmethoden zur Verfügung als je zuvor. Dadurch ist die Auswahl des geeigneten Verfahrens schwieriger geworden. Vor allem aus Gründen der Kosteneffizienz geht es darum, mit relativ wenig Prüfaufwand möglichst viele Antworten auf die jeweilige Fragestellung zu bekommen. Doch dazu muss man die Möglichkeiten, d.h. die Verfahren, kennen. Deshalb beginnt unsere neue Serie zu Prüfverfahren mit dieser Einführung – denn nur wer die Möglichkeiten kennt, kann sie wirtschaftlich im Rahmen seiner Qualitätssicherung einsetzen.
Die Eigenschaften von Gummi sind einzigartig und komplex und daher in ihrer Gesamtheit schwer versuchstechnisch zu erfassen. Gummiwerkstoffe weisen im Gegensatz zu den meisten üblichen Konstruktionswerkstoffen eine relativ niedrige Festigkeit auf, verbunden mit einer extremen Elastizität. Auch nach hohen Dehnungen (> 200 % – je nach Basispolymer und Härte mitunter deutlich höher) erfolgt nach Entlastung eine (fast) vollständige Rückverformung. Trotz der hohen Elastizität sind sie inkompressibel. Und mit der Einwirkung von hohen oder tiefen Temperaturen ändern sich erneut viele Eigenschaften.
Die Verfahren aus der klassischen Werkstoffprüfung können diese Komplexität nur begrenzt abbilden. Deswegen hat der Fortschritt der Technik über die Jahrzehnte hinweg zur Entwicklung und Einführung neuer Prüfmethoden geführt. Die Analyse von vulkanisierten Elastomerwerkstoffen lässt sich heute in vier große Gruppen aufteilen, wovon sich die ersten drei mit praktischen Prüfungen befassen:
- Chemischnasse Prüfverfahren, wie z.B. chemische Verträglichkeiten, Quellungen, Extraktionen usw.
- Mechanisch-technologische Prüfverfahren, wie z.B. Zugversuche, Härte, Dichte, Alterungen usw.
- EDV-gestützte Prüfverfahren mit erhöhtem apparativen Aufwand, oft im Grenzbereich zwischen chemischen und physikalischen Verfahren, wie z.B. TGA, DSC, DMA, FTIR, Digitalmikroskopie, REM-EDX, NMR, GC-MS usw.
- Numerische Simulation von Werkstoffverhalten
