Applikationen
Kleb- & Dichtstoffe
Moderne Kleb- und Dichtstoffe sind heute in vielen Schlüsselbranchen von zentraler Bedeutung für die Entwicklung neuer, innovativer Produkte. Thermische Analysemethoden werden bei der Wareneingangskontrolle, im Prozessschritt und bei der Endkontrolle eingesetzt.
Die Verklebung selbst kann unter Praxisbedingungen geprüft werden. Charakterisiert werden die Eigenschaften der Polymere und Additive sowie das Aushärteverhalten reaktiver Klebstoffe, das oftmals außerdem einer kinetischen Analyse unterzogen wird.
Im Detail
Synthetische oder natürliche Rohstoffe sowie verschiedenste Additive werden mit der Dynamischen Differenzkalorimetrie (englisch DSC – Differential Scanning Calorimetry) hinsichtlich des Schmelz und Kristallisationsverhaltens untersucht. Die Lage der GlasübergangstemperaturDer Glasübergang gilt als eine der wichtigsten Eigenschaften amorpher und teilkristalliner Materialien, wie z.B. anorganische Gläser, amorphe Metalle, Polymere, Pharmazeutika und Lebensmittel, usw., und bezeichnet den Temperaturbereich, in dem sich die mechanischen Eigenschaften des Material von einem harten und spröden Zustand in einen weicheren, verformbaren oder gummiartigen Zustand ändern.Glasübergangstemperatur gibt dabei zusammen mit der Reaktionstemperatur und ReaktionsenthalpieReaktionstemperatur und Reaktionsenthalpie können mit z.B. mit Hilfe der dynamischen Differenz Thermoanalyse (DSC) bestimmt werden. Das Verfahren dazu ist z.B. in der DIN EN ISO 11357-5 beschrieben.Reaktionsenthalpie (freigesetzte Wärme) Hinweise auf den AushärtegradMit Aushärtegrad wird der erreichte Umsatzgrad bei einer Vernetzungsreaktion (Aushärtung) beschrieben.Aushärtegrad.
Bei Dichtwerkstoffen wertet man die Glasübergangstemperatur im tiefen Temperaturbereich aus, da sie wie bei Gummimaterialien die Kälteflexibilität beschreibt.
Die Materialzusammensetzung wird durch die thermogravimetrische Analyse (TGA) quantifiziert. Die Kopplung der Thermo-Mikrowaage an ein Infrarotspektrometer (FT-IR) oder ein Massenspektrometer (QMS) erlaubt die Analyse freigesetzter Gase und damit die Identifikation des Kleb- und Dichtstoffsystems.
Zunehmend wird die LFA (Laser/Light Flash Analyse) als schnelles und kontaktloses Verfahren zur zur Ermittlung der Temperatur- und WärmeleitfähigkeitDie Wärmeleitfähigkeit (λ mit der Einheit W/(m•K)) beschreibt den Transport von Energie - in Form von Wärme - durch einen Körper aufgrund eines Temperaturgefälles.Wärmeleitfähigkeit an dünnen Klebstoffschichten eingesetzt. Mit der thermomechanischen Analyse (TMA) oder der dynamisch-mechanischen Analyse (DMA) kann die Verklebung unter praxisrelevanten Bedingungen (als Funktion der Kraft, des Verformungsweges und der Frequenz) geprüft werden.
Sowohl die thermische als auch die lichtinduzierte Härtung (z.B. UV) von 1K- oder 2K-Klebstoffen werden mit der DSC und der dielektrischen Analyse (DEA) zuverlässig charakterisiert. Die kinetische Analyse der Messdaten erlaubt dabei nicht nur die Bestimmung der Aktivierungsenergie der Aushärtereaktion. Mit Hilfe von Simulationsrechnungen lässt sich auch ein geeignetes Reaktionsmodell zur Optimierung der Prozessbedingungen und des Aushärtegrades ermitteln.
Applikationsliteratur
