Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Dynamic mechanical properties and long-term deformation behaviour of viscous materials

Viskose Materialien, zu denen u. a. Polymerer gehören, sind heutzutage aus der Produktionsherstellung nicht mehr wegzudenken. Produkte bestehen vollständig aus diesem Materialientyp oder enthalten Elemente aus viskosem Material. Sie sind mit einem solchen Überzug versehen oder in viskosem Material verpackt. Die Spanne reicht vom Gesundheitswesen über Verbrauchsgüter, vom Transportwesen bis zur Energieversorgung. Die Forderung nach gewichtsreduzierten Produkten und Fahrzeugen, was mit einer vermehrten Verwendung von Polymeren umgesetzt werden kann, einerseits, und nach einer Kostenersparnis durch eine längere Lebenszeit dieser Kunststoffkomponenten andererseits, führt zu der Notwendigkeit, viskose Materialien in ihren Eigenschaften genauer und umfassender zu charakterisieren.

Viskose Materialien zeichnen sich dadurch aus, dass sie sich kontinuierlich mit der Zeit deformieren und sich damit ihre Form und ihre mechanischen Eigenschaften im Laufe der Zeit verändern. Daher besteht für die Industrie der dringende Bedarf an Verfahren, die hochgenaue Messung der dimensionellen und mechanischen Eigenschaften viskoser Materialien ermöglichen. Bei den derzeit eingesetzten Verfahren wird davon ausgegangen, dass sich das Material nicht mit der Zeit verändert. Sowohl die viskosen Materialien inherenten Eigenschaften wie auch bestehender Unzulänglichkeiten in den Messmethoden führen dazu, dass polymere Komponenten zeitliche und anwendungsspezifische Limitierungen haben, was ihre Verwendbarkeit anbelangt. Das Verformungsverhalten von Polymeren lässt sich beispielsweise verbessern, wenn diese Nanopartikel enthalten. Dies bedeutet aber, dass die Nanopartikelverteilung im Material, d. h. seine viskosen Eigenschaften, hinreichend genau gemessen werden kann, um eine ausreichende Qualitätskontrolle sicherzustellen.

Im Projekt werden Verfahren für Eindringtiefen- und Kontaktmessungen entwickelt werden, mit denen sich Form, mechanische Eigenschaften wie Elastizitätsmodul und Vsikosität und Deformationsverhalten viskoser Materialien den industriellen Anforderungen entsprechend messen lassen. Die Projektergebnisse werden direkten Eingang in die Arbeiten der relevanten International Organisation for Standardisation (ISO) -Komittees finden und die Grundlage für neue ISO-Standards bilden. 

Die PTB hat die Verantwortung für zwei Arbeitspakete übernommen. Zum einen wird sie sich federführend mit der Messung viskoser Eigenschaften von Materialien und Verbindungen befassen. Zum anderen liegt es in der Verantwortung der PTB, dass die Projektergebnisse in Fach- und Anwenderkreisen umfassend verbreitet werden und zeitnah zur praktischen Anwendung kommen.

Weitere Informationen über das Projekt und die Projektpartner: 

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Ansprechpartner:

Dr.Uwe Brand
Tel.: 0531 592 5111
E-Mail: uwe.brand@ptb.de