Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dresdner Innovation für optimierte Kunststoffe: Kopplung Verarbeitung und Elektronenstrahlbehandlung

19.05.2006


Dresdner Innovation für optimierte Kunststoffe: Elektronenstrahlbehandlung direkt an Verarbeitung gekoppelt



Wissenschaftler aus dem Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) haben eine neue Methode zur Modifizierung, d. h. gezielten Eigenschaftsanpassung und -veränderung, von Kunststoffen entwickelt. Sie beruht auf der direkten Kopplung industriell etablierter Verfahren der Kunststoffverarbeitung mit der Elektronenstrahlbehandlung der entstehenden Materialien und bietet neben einem großen Potential zur Eigenschaftsoptimierung auch verfahrenstechnische und betriebswirtschaftliche Vorteile.



Elektronenstrahlbehandlung wird bereits seit mehreren Jahrzehnten eingesetzt, um durch die Einwirkung energiereicher Elektronen die Eigenschaften von Kunststoffprodukten gewissermaßen nachträglich und zusätzlich zu verändern. So werden heute mittels Elektronenbestrahlung z. B. Kunststoffrohre für Fußbodenheizungen mit sehr hoher Wärmestabilität und Dauerstandsfestigkeit oder Kunststoffisolationen für hochbelastete Elektrokabel oder Wärme-Schrumpf-Verpackungsfolien industriell erzeugt.

Heutiger Stand der Technik ist, dass die zu bestrahlenden Produkte bei Kunststoffverarbeitern auf bekannte Art und Weise erzeugt und anschließend zu einem Bestrahlungs-Dienstleister über teilweise weite und inzwischen kostspielige (LKW-Maut, Kraftstoffpreise) Entfernungen transportiert werden. Nach Zwischenlagerung, Elektronenbestrahlung und Rücktransport zum Kunststoffverarbeiter verkauft dieser das modifizierte Kunststoffendprodukt dann an seine Kunden in aller Welt.

Wissenschaftlern aus der Arbeitsgruppe um Prof. Michael Stephan und Helmut Dorschner vom Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden (IPF) ist es nunmehr gelungen, die Herstellung des Kunststoffendproduktes unmittelbar mit der elektronenstrahlinduzierten Veränderung der Werkstoffeigenschaften zu verbinden. Dazu wurde im IPF eine spezielle Versuchsanlage entwickelt und gebaut, mit der gezeigt werden konnte, dass es möglich ist, eine übliche Kunststoffverarbeitungsmaschine direkt mit dem Elektronenbeschleuniger zu koppeln und Extrusion und Bestrahlung in nur einem kontinuierlichem Verfahren zu verbinden. Die bereits erwähnten betriebswirtschaftlichen und verfahrenstechnischen Nachteile der bisher üblichen Praxis können dadurch deutlich reduziert werden.

Darüber hinaus bietet die neue, zum Patent angemeldete Verfahrensweise aber noch weitere Möglichkeiten: Da im Gegensatz zur bisherigen Praxis die Modifizierung durch Elektronenstrahlen hier nicht nach der Extrusion, d.h. am bereits ausgehärteten, bereits abgekühlten Kunststoff, sondern gleich im noch heißen Schmelzezustand des Thermoplasts erfolgt, werden unter Ausnutzung der geänderten Reaktionsbedingungen noch zusätzliche werkstoffliche Verbesserungen in den Kunststoffeigenschaften erzielt, die mittels der bisher üblichen Produktionsweise nicht erreicht werden konnten. So können beispielsweise wärmeformstabile, spannungsrissbeständige und flammfeste Kunststoffe ohne den Zusatz von häufig gesundheits- und umweltschädlicher Modifizierungshilfsmittel erzeugt werden, die den hohen Anforderungen beim Einsatzes in der Elektro- und Elektronikindustrie, im Verkehrswesen und in öffentlichen Gebäuden und Einrichtungen sehr gut genügen.

Die ersten Forschungsergebnisse aus Dresden wurden bereits weltweit vorgestellt. Derzeit wird intensiv daran gearbeitet, unterschiedlichste Kunststoffe auf diese neue Art und Weise zu behandeln, die erreichten Eigenschaftsänderungen zu analysieren und praktische Nutzungen anzuregen.

Ohne den vielfältigen Einsatz von Kunststoffen ist das heutige Leben nicht mehr vorstellbar, beispielsweise in Elektrotechnik und Elektronik, als Verpackungsmaterial, im Bau- und Verkehrswesen, in der Medizintechnik, in Freizeit und Sport oder im Spielwarenbereich. Das hohe Entwicklungstempo in diesen Anwendungsgebieten stellt hohe Anforderungen an die Weiterentwicklung der jeweiligen spezifischen Kunststoffeigenschaften, die nicht immer durch die kunststofferzeugende und -verarbeitende Industrie selbst befriedigt werden können.

Seit der Entdeckung der Elektronenstrahlung sind zahlreiche wertvolle und segensreiche Anwendungen für diese entwickelt worden: das Röntgen und damit zusammenhängend die Computer-Tomographie, das Fernsehen, die Elektronenmikroskopie, das Schmelzen, Schweißen, Schneiden und Verdampfen von Metallen etc. Energiereiche Elektronen werden außerdem auch für die effektive und umweltfreundliche Sterilisation medizintechnischer Kunststoffprodukte, wie z.B. von Infusionsbeuteln- und -schläuchen, Kathetern, Spritzen, Medikamentenverpackungen oder OP-Textilien effektiv eingesetzt. Auch das Beizen von Saatgut gegen Pilzbefall und das Sterilisieren von Lebensmitteln sowie die Aufbereitung von Abgasen aus Kohlekraftwerken mit energiereichen Elektronen wird heute bereits weltweit industriell durchgeführt. Elektronen können mit hohen Geschwindigkeiten und umweltschonend Lackschichten auf Dekorfolien fixieren oder Druckfarben auf Papier trocknen.

Kerstin Wustrack | idw
Weitere Informationen:
http://www.ipfdd.de/whatsnew/mobrad.html

Weitere Berichte zu: Elektron Elektronenstrahlbehandlung IPF Kopplung Kunststoff

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Neues Testverfahren für Photovoltaikwafer als DIN SPEC
26.06.2017 | Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig

nachricht Ausweg aus dem Chrom-Verbot
30.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Event News

Plants are networkers

19.06.2017 | Event News

Digital Survival Training for Executives

13.06.2017 | Event News

Global Learning Council Summit 2017

13.06.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der Krümmung einen Schritt voraus

27.06.2017 | Informationstechnologie

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Überschwemmungen genau in den Blick nehmen

27.06.2017 | Informationstechnologie