Schadensanalyse

Die Alterung von Kunststoffen ist ein nicht zu verhindernder Prozess, bei dem sich im Material nach und nach unumkehrbare Schädigungen vollziehen. Werden geeignete Maßnahmen zur Verzögerung der Alterung nicht getroffen oder sind die Beanspruchungen höher als erwartet, kann ein vorzeitiges Versagen die Folge sein.

Einwirkung von UV-Strahlung, Sauerstoff und Feuchtigkeit sowie Wärme und wechselnde mechanische Beanspruchungen schädigen die innere Struktur der Kunststoffe. Materialeigenschaften verändern sich. Weichmachern, die eine Versprödung des Werkstoffs verhindern sollen oder andere Zusatzstoffe verteilen sich zuweilen ungleichmäßig im Material oder entweichen daraus. Farbänderungen, Gewalt- und Ermüdungsbrüche können folgen.

Durch geeignete Laboruntersuchungen analysieren wir die Ursache der Alterungsprozesse: So kann geklärt werden, ob die Alterung durch innere Veränderungen resultieren beispielsweise aus Ungleichmäßigkeiten, die sich bei der Herstellung der Werkstoffe ergeben haben. Ungenügende Durchmischung der Komponenten können zu Konzentrationsunterschieden und zu Nebenreaktionen mit störenden Reaktionsprodukten führen.
UV-Licht, Feuchtigkeit oder aggressive Medien sind die typischen äußeren Einflüsse.
Mit systematischen Schadensanalysen anhand eigener Laboruntersuchungen und Umweltsimulationstests gehen unsere Experten durch Alterung und Versprödung verursachten Schäden an ihren Kunststoffprodukten nach.

Brüche & Risse

Produktionsfehler

Witterungsschäden

Materialfehler

"...Verriegelungsschieber brechen vereinzelt an Durchbrüchen. Mittels REM wurden die Bruchflächen analysiert. Die Bilder der Bruchflächen zeigen typischen spröden Gewaltbruch Duktile Anteile sind nicht vorhanden. Darüber hinaus zeigen die Bruchflächen hohe Porosität mit starker Anhaftung der Matrix an die Fasern. Diese Merkmale deuten auf sehr hohe Massetemperaturen, bzw. hohe Friktion bei der Verarbeitung hin, die zur thermischen Schädigung des Materials geführt haben. Dadurch sinkt die Festigkeit, insbesondere die Bindenahtfestigkeit sehr stark ab...."

"....Die Bruchflächen zeigen im Wesentlichen Sprödbruch mit geringen duktilen Restbruchfibrillen. Zusätzlich finden sich Fehlstellen sowie glatte, matte Stellen auf Probe Die Außenflächen weisen zudem mechanische Beschädigungen auf. Es kommt an den betroffenen Stellen zu erhöhter Temperatur, die ein teilweises Anschmelzen des Werkstoffes erzeugt. U. U. ist die Temperatur so hoch, dass partiell thermische Schädigung eintritt. Dies führt zu Festigkeitsminderung bzw. Versprödung des Werkstoffs. Zusammen mit den Beschädigungen an der Außen- und/oder Innenseite, die als Kerbe wirken, führt dies dann bei leichter Belastung zum Bruch..."

"---Für eine Rissentstehung und Schädigung der Teile sind stets zwei Hauptmerkmale verantwortlich. Zum einen wirkt eine innere oder äußere Spannung auf das Kunststoffteil. Das können eingefrorene Eigenspannungen und / oder aus mechanischen Kräften resultierende Spannungen mit einer entsprechenden Randfaserdehnung sein. Zum andern wird die Oberfläche mit einem für den polymeren Kunststoff aggressiven Medium benetzt. Die Rissentstehung und das anschließende Risswachstum verlaufen je nach einwirkendem Medium unterschiedlich schnell. Grundsätzlich bewirkt das Medium an der Rissspitze eine erhöhte Beweglichkeit der Molekülketten, z. B. Quellen des Werkstoffes. Die mechanische Spannung bzw. die aufgebrachte Randfaserdehnung führt zur Entflechtung und Entschlaufung der Molekülketten. Das Lösen der Molekülketten führt dann zum Versagen des Bauteiles, auch wenn die Belastung im unterkritischen Bereich liegt. Die Bruchoberflächen zeigen in solchen Fällen immer glatte, meist spiegelnde Flächen mit nur geringen Anteilen von duktilen Ansätzen. Im Fall von PC reichen geringe Mengen säure- oder laugenhaltiger Mittel aus um, bei entsprechender Belastung, Risse auszulösen...."

".-.Ein Wassereindringpfad konnte an der Oberseite des Tasters nach der UV Prüfung im Bereich der mittleren Rosette festgestellt werden. Wasser ist zwischen PC und innerem Cu- Ring eingedrungen. Nachträglich wurde der Bereich im REM untersucht. Hier zeigt sich ein ringförmiger Aufbruch. Im Detail sind Risse auf der Oberfläche, vermutlich durch scharfe Gegenstände erzeugt, zu sehen. Die aufgeworfenen Ränder sind sehr wahrscheinlich durch Spannungsrisskorrosion aufgrund chemischen Angriffs entstanden. Dies zeigt sich auf der Fläche durch gerundete Aufwerfungen und Täler..."

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Schäden durch klimatische Beanspruchung VDI 3822 Blatt 2.2.9

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