TY - THES

T1 - Charakterisierung der oxidativen Wirkung von Chlordioxid auf Polyethylen für Hochtemperaturanwendungen

AU - Strecher, Verena

N1 - gesperrt bis 24-05-2017

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - Um krankheitserregende Keime abzutöten und so Infektionen zu vermeiden wird Trinkwasser desinfiziert. Aufgrund seiner hohen Effektivität und einfachen Handhabung wird oft Chlordioxid als Desinfektionsmittel verwendet. Es hat einen entscheidenden Nachteil, es ist stark oxidierend, was zur Schädigung der Rohre durch chemische und physikalische Alterung führen kann. Dies darf im Fall von Polyethylen nicht unterschätzt werden, wo eine Lebensdauer von zumindest 50 Jahren gefordert wird. In der vorliegenden Arbeit wurden drei PE-RT (Raised Temperature Polyethylene) Materialien in Chlordioxid bei drei unterschiedlichen Temperaturen bis zu 672 h ausgelagert und die Proben danach mit konventionellen Prüfmethoden untersucht. Als Referenz wurden jeweils nicht ausgelagerte Prüfkörper verwendet. Ziel der Arbeite war eine umfangreiche Charakterisierung des chemischen und physikalischen Alterungsverhaltens, der mechanischen Eigenschaften und der Rissbeständigkeit von PE-RT unter Einwirkung von Chlordioxid. Besonderes Augenmerk wurde auf den Einfluss der Einwirkdauer und Temperatur des Mediums gelegt. Um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, wurden die Proben mit konventionellen Prüfmethoden wie Zugversuch (mechanische Kennwerte), Dynamisch-Mechanische Analyse (thermomechanische Kennwerte), Dynamische Differenzkalorimetrie (Kristallinität und Oxidationsinduktionszeit) und Infrarot-Spektroskopie (Strukturveränderungen) untersucht. Um die Rissbeständigkeit der Werkstoffe zu erfassen, wurden zyklische Crack Round Bar (CRB)-Versuche an ausgelagerten CRB-Prüfkörpern an Luft sowie an nicht ausgelagerten in einer speziellen Medienprüfzelle durchgeführt. Bei einer Auslagerungstemperatur von 23 °C war im untersuchten Auslagerungszeitraum kein Einfluss von Chlordioxid auf Polyethylen zu erkennen. Bei höheren Temperaturen hingegen war eindeutig chemische und physikalische Alterung im Material mittels konventioneller Prüfmethoden nachweisbar. Die zyklischen CRB-Versuche zeigten hier keine aussagekräftigen Ergebnisse, es war kein Unterschied zwischen den Referenzmessungen, der ausgelagerten Prüfkörper und der Messungen in der Medienprüfzelle erkennbar.

AB - Um krankheitserregende Keime abzutöten und so Infektionen zu vermeiden wird Trinkwasser desinfiziert. Aufgrund seiner hohen Effektivität und einfachen Handhabung wird oft Chlordioxid als Desinfektionsmittel verwendet. Es hat einen entscheidenden Nachteil, es ist stark oxidierend, was zur Schädigung der Rohre durch chemische und physikalische Alterung führen kann. Dies darf im Fall von Polyethylen nicht unterschätzt werden, wo eine Lebensdauer von zumindest 50 Jahren gefordert wird. In der vorliegenden Arbeit wurden drei PE-RT (Raised Temperature Polyethylene) Materialien in Chlordioxid bei drei unterschiedlichen Temperaturen bis zu 672 h ausgelagert und die Proben danach mit konventionellen Prüfmethoden untersucht. Als Referenz wurden jeweils nicht ausgelagerte Prüfkörper verwendet. Ziel der Arbeite war eine umfangreiche Charakterisierung des chemischen und physikalischen Alterungsverhaltens, der mechanischen Eigenschaften und der Rissbeständigkeit von PE-RT unter Einwirkung von Chlordioxid. Besonderes Augenmerk wurde auf den Einfluss der Einwirkdauer und Temperatur des Mediums gelegt. Um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, wurden die Proben mit konventionellen Prüfmethoden wie Zugversuch (mechanische Kennwerte), Dynamisch-Mechanische Analyse (thermomechanische Kennwerte), Dynamische Differenzkalorimetrie (Kristallinität und Oxidationsinduktionszeit) und Infrarot-Spektroskopie (Strukturveränderungen) untersucht. Um die Rissbeständigkeit der Werkstoffe zu erfassen, wurden zyklische Crack Round Bar (CRB)-Versuche an ausgelagerten CRB-Prüfkörpern an Luft sowie an nicht ausgelagerten in einer speziellen Medienprüfzelle durchgeführt. Bei einer Auslagerungstemperatur von 23 °C war im untersuchten Auslagerungszeitraum kein Einfluss von Chlordioxid auf Polyethylen zu erkennen. Bei höheren Temperaturen hingegen war eindeutig chemische und physikalische Alterung im Material mittels konventioneller Prüfmethoden nachweisbar. Die zyklischen CRB-Versuche zeigten hier keine aussagekräftigen Ergebnisse, es war kein Unterschied zwischen den Referenzmessungen, der ausgelagerten Prüfkörper und der Messungen in der Medienprüfzelle erkennbar.

KW - Polyethylen of raised temperature resistance

KW - chlorine dioxide

KW - chemical and pysical aging

KW - Polyethylen

KW - Hochtemperaturanwendungen

KW - oxidative Wirkung

KW - PE-RT

KW - Chlordioxid

M3 - Masterarbeit

ER -