Additive

Zusätze zur gezielten Modifikation von Polymeren

Durch den Zusatz von Additiven (z.B. Weichmachern) können Eigenschaften von Polymeren gezielt verändert werden. Auf diese Art gelingt die Herstellung maßgeschneiderter Kunststoffe für viele technische Produkte. Versagen die eingesetzten Additive, führt dies zum Verlust wesentlicher Eigenschaften (z.B. der UV-Stabilität) und langfristig oft zum Ausfall der Kunststoffe. Natürlich haben Polymerverarbeiter ein großes Interesse daran, auftretende Schadensbilder zu verstehen und zukünftig zu vermeiden. Analytische Methoden wie die ToF-SIMS, FT-IR oder XPS (ESCA)  können hierbei hilfreiche Informationen liefern, wie folgendes Beispiel zeigt:

Plastics

Ausblühungen von Polymeradditiven

Ursachenforschung mit der ToF-SIMS

Verfärbungen auf Oberflächen sind oft auf Entmischungen der enthaltenen Materialbestandteile zurückzuführen. Derartige Entmischungen werden auf Kunststoffen auch Ausblühungen genannt und werden meist durch Unverträglichkeiten der im Kunststoff eingesetzten Additive mit dem Polymer oder anderen Zusätzen ausgelöst. Abb. 1 zeigt eine mikroskopische Aufnahme einer kristallinen Ausblühung auf Polypropylen (PP), die mit Hilfe des ToF-SIMS Verfahrens charakterisiert werden sollte. Zur eindeutigen Identifizierung der kristallin erscheinenden Strukturen wurde die chemische Zusammensetzung der Oberfläche bildgebend erfasst ("Imaging"). Wie Abb. 2 zeigt, wird auf dem Basispolymer (PP (rot)) Lithiumstearat (blau) und im Bereich der kristallinen Struktur der Stabilistator Ultranox 626 (grün) nachgewiesen. Die obige Abbildung im Header zeigt zudem Interferometriedaten einer solchen Ausblühung. Deutlich ist die kristalline Nadelstruktur des Additivmaterials erkennbar. Anhand der zugehörigen Interferometriedaten (vgl. auch Headerbild) kann eine Höhe der Ausblühung von bis zu 8 µm ermittelt werden.

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