TY - THES

T1 - Charakterisierung von Spröd/Zäh-Übergängen in PP-Compounds mittels instrumentierter Schlagbiege- und Durchstoßversuche

AU - Huber, Dieter

N1 - gesperrt bis null

PY - 2009

Y1 - 2009

N2 - Zur Charakterisierung des Impact-Verhaltens von Kunststoffen werden in der Regel genormte Schlag- und Kerbschlagzähigkeitsversuche nach ISO 179 (Charpy-Schlagbiegeversuch) sowie Durchstoßversuche nach ISO 6603 eingesetzt. Neben der quantitativen Bestimmung der ungekerbten und gekerbten Schlagzähigkeits- und Durchstoßwerte ist die Temperaturlage des Spröd/Zäh-Überganges von besonderem Interesse. Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wurden derartige Untersuchungen in instrumentierter Form mit drei unterschiedlichen Polypropylen (PP)-Typen durchgeführt, wobei spezifische Einflüsse der Prüfdurchführung, der Messdatenaufnahme und Datenreduktion ebenfalls analysiert wurden. Zusätzlich zu den ungekerbten und gekerbten Charpy-Prüfungen und ungekerbten Durchstoßprüfungen wurden Versuche an gekerbten Durchstoßplatten untersucht, um auch für den Fall der Durchstoßprüfung mögliche Kerbeinflüsse auf die Spröd/Zäh-Übergangstemperatur zu erfassen und die Ergebnisse dieser Versuche und der Schlagbiegeversuche vergleichend gegenüber zu stellen. Dazu wurden Durchstoßplatten mit einer geraden Kerbe sowie mit einer kreisförmigen Kerbe versehen. Die Charakterisierung des Spröd/Zäh-Überganges erfolgte einerseits durch quantitative Auswertung der Parameter Energie und Verformung sowie durch qualitative Bewertung der Messkurven und Bruchbilder nach den relevanten ISO-Normen. Für die Charpy-Versuche ergab sich für alle drei untersuchten PP-Typen bezüglich des Spröd/Zäh-Übergangstemperaturbereiches das erwartete Bild einer Verschiebung dieses Temperaturbereiches durch Kerben in Richtung höherer Temperaturen. Für die ungekerbten und gekerbten Durchstoßversuche war die Tendenz der Verschiebung grundsätzliche zwar vorhanden, allerdings nicht immer in der gleichen Weise ausgeprägt. So zeigten Durchstoßproben je nach Kerbart teilweise in Richtung höherer Temperaturen verschobene Spröd/Zäh-Übergänge und im gekerbten Versuch teilweise nahezu keine derartigen Übergänge. Im Fall kreisförmiger Kerben waren die Durchstoßwerte ungekerbter und gekerbter Prüfkörper oberhalb des Spröd/Zäh-Überganges zumindest bei zwei PP-Typen dann wieder nahezu ident. In der vergleichenden Gegenüberstellung der Kerbeinflüsse auf die Spröd/Zäh-Übergänge bei Schlagbiege- und Durchstoßversuchen konnten keine eindeutigen Korrelationen gefunden werden.

AB - Zur Charakterisierung des Impact-Verhaltens von Kunststoffen werden in der Regel genormte Schlag- und Kerbschlagzähigkeitsversuche nach ISO 179 (Charpy-Schlagbiegeversuch) sowie Durchstoßversuche nach ISO 6603 eingesetzt. Neben der quantitativen Bestimmung der ungekerbten und gekerbten Schlagzähigkeits- und Durchstoßwerte ist die Temperaturlage des Spröd/Zäh-Überganges von besonderem Interesse. Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wurden derartige Untersuchungen in instrumentierter Form mit drei unterschiedlichen Polypropylen (PP)-Typen durchgeführt, wobei spezifische Einflüsse der Prüfdurchführung, der Messdatenaufnahme und Datenreduktion ebenfalls analysiert wurden. Zusätzlich zu den ungekerbten und gekerbten Charpy-Prüfungen und ungekerbten Durchstoßprüfungen wurden Versuche an gekerbten Durchstoßplatten untersucht, um auch für den Fall der Durchstoßprüfung mögliche Kerbeinflüsse auf die Spröd/Zäh-Übergangstemperatur zu erfassen und die Ergebnisse dieser Versuche und der Schlagbiegeversuche vergleichend gegenüber zu stellen. Dazu wurden Durchstoßplatten mit einer geraden Kerbe sowie mit einer kreisförmigen Kerbe versehen. Die Charakterisierung des Spröd/Zäh-Überganges erfolgte einerseits durch quantitative Auswertung der Parameter Energie und Verformung sowie durch qualitative Bewertung der Messkurven und Bruchbilder nach den relevanten ISO-Normen. Für die Charpy-Versuche ergab sich für alle drei untersuchten PP-Typen bezüglich des Spröd/Zäh-Übergangstemperaturbereiches das erwartete Bild einer Verschiebung dieses Temperaturbereiches durch Kerben in Richtung höherer Temperaturen. Für die ungekerbten und gekerbten Durchstoßversuche war die Tendenz der Verschiebung grundsätzliche zwar vorhanden, allerdings nicht immer in der gleichen Weise ausgeprägt. So zeigten Durchstoßproben je nach Kerbart teilweise in Richtung höherer Temperaturen verschobene Spröd/Zäh-Übergänge und im gekerbten Versuch teilweise nahezu keine derartigen Übergänge. Im Fall kreisförmiger Kerben waren die Durchstoßwerte ungekerbter und gekerbter Prüfkörper oberhalb des Spröd/Zäh-Überganges zumindest bei zwei PP-Typen dann wieder nahezu ident. In der vergleichenden Gegenüberstellung der Kerbeinflüsse auf die Spröd/Zäh-Übergänge bei Schlagbiege- und Durchstoßversuchen konnten keine eindeutigen Korrelationen gefunden werden.

KW - Brittle/Ductile Transition Puncture Test Charpy Test Notches

KW - Spröd/Zäh-Übergang Durchstoßversuch Schlagbiegeversuch Kerben

M3 - Masterarbeit

ER -