Hochtemperatur-NMR zur Kunststoff-Analyse

Das Fraunhofer EZRT und das Kunststoff-Zentrum SKZ untersuchen in einem gemeinsamen Projekt den Einsatz von Hochtemperatur-NMR (magnetische Kernspinresonanz) zur Kunststoff-Analyse. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministierum für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

Dieses Projekt hat das Ziel, die Machbarkeit von NMR-Messungen bis 300 °C zu demonstrieren und so der Industrie als auch insbesondere KMU eine verbesserte Qualitätskontrolle und damit einen Wettbewerbsvorteil zu ermöglichen. Dabei werden in den nächsten zwei Jahren neben technischen Thermoplasten auch Duroplaste eingehend untersucht und eine Materialdatenbank erarbeitet.

Die neuartigen Mess- und Auswerteverfahren der Hochtemperatur-NMR werden künftig mit den etablierten thermischen Analyseverfahren vergleichbare Ergebnisse erzielen. Als entscheidende Vorteile gegenüber den bisherigen Methoden bietet die neue Hochtemperatur-NMR dabei neben deutlich kürzeren Messzeiten, das Entfallen der aufwändigen Probenpräparation und zusätzlich die Möglichkeit zur Untersuchung größerer Probenmengen in jeder Einzelmessung.

Neue Ansätze zur Kunststoff-Analyse

© SKZ
Schema des Messprinzips

Bisherige kommerziell verfügbare Ansätze ermöglichen durch Probentemperatur bis 200 °C Messungen an Polyolefinen. Da diese Materialtypen jedoch nur geringe Gewinnmargen ermöglichen werden sie oftmals nicht besonders geprüft.

Durch eine Erhöhung der Probentemperatur auf 300 °C wäre die Messung an technischen Thermoplasten, wie etwa PA, PC, PBT und PET möglich. Diese weisen bessere thermische und mechanische Eigenschaften als Polyolefine auf und ermöglichen eine deutlich größere Gewinnmarge aufgrund des höheren Preises. Entsprechend ist auch der Prüfbedarf höher und die Amortisation neuer Messtechnik schneller möglich.

Beteiligung am Projekt

Das Forschungsprojekt kommt v. a. Herstellern und Anwendern verschiedener hochtemperaturbeständiger Kunststoffe sowie den Anbietern von NMR-Messsystemen zugute. Eine kostenfreie Beteiligung am projektbegleitenden Ausschuss seitens der Industrie wird ausdrücklich erwünscht. Interessierte Firmen können sich hierzu gerne an Dr. Philipp Mörchel am EZRT wenden.