Temperaturlagerung / Alterungsversuche

Polymere Werkstoffe sind  in den verschiedensten Anwendungen unterschiedlichsten Einsatzbedingungen unterworfen. Da die Eigenschaften von Kunststoffen stark temperaturabhängig sind und auch vermeintlich geringe Temperaturen bereits zu einer erkennbaren Alterung führen können, ist es wichtig zu prüfen, wie sich die Einsatztemperatur über eine bestimmte Dauer auf das für eine bestimmte Anwendung ausgewähltes Material auswirkt. Möchte man Werte zur Alterung ermitteln, besteht die  Herausforderung darin, die Prüfdauer möglichst gering zu halten und dennoch aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten.

Es ist möglich den direkten Einfluss der Temperatur auf eine Eigenschaft zu messen, wenn dafür speziell temperierte Prüfvorrichtungen verwendet werden. Dies ist z.B. für die Zugprüfung oder die Schlagprüfung mit entsprechenden Vorrichtungen möglich.  Häufig ist es aber auch erforderlich zu wissen, wie sich eine zwischenzeitliche Temperaturveränderung auf die Eigenschaften bei Raumtemperatur auswirkt oder mittels Temperaturlagerungsversuch die Alterung zu beschleunigen.
In beiden Fällen können zyklische Temperaturprogramme (Temperaturwechseltest) oder Lagerungsversuche bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden und im Anschluss die Eigenschaften bei Raumtemperatur mit den Werten vor der Lagerung verglichen werden.

Für einige Anwendungsfällen gibt es Erfahrungswerte zu Temperaturprogrammen, die einen bestimmten Lebenszyklus / eine Alterung in verkürzter Zeit gut abbilden können, in anderen Fällen wird gerne die Arrhenius-Gleichung angewendet, bei der man davon ausgeht, dass eine Erhöhung der Temperatur um 10 °C eine zeitlich Verkürzung um 50 % bewirkt.

Die Arrhenius-Gleichung ist bei Polymeren in vielen Fällen recht gut anwendbar ist, es sind allerdings immer auch materialspezifische Umwandlungstemperaturen und weitere Einflüsse bei der Versuchsplanung zu berücksichtigen. Möchte man genauere Aussagen zur Lebensdauer eines Bauteils ermitteln, sind neben den Temperaturlagerungsversuchen weitere Prüfungen notwendig, um eine Lebensdauerabschätzung durchführen zu können.

Im BAHSYS Prüflabor können Temperaturlagerungen von -35 °C bis 300 °C durchgeführt werden.
Die durchzuführenden Prüfungen werden in enger Abstimmung mit dem Kunden und den zu erwartenden Einflüssen im Lebenszyklus des Bauteils jeweils anwendungsnah definiert. Die Prüfungen der Materialeigenschaften vor und nach der Lagerung können in Form verschiedener physikalischer oder mechanischer Tests erfolgen.