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 Verfahren bringt komplex geformte Verbundwerkstoffe in die Serie
23.01.2017 | Evonik Industries AG

nachricht Fraunhofer-Institute entwickeln zerstörungsfreie Qualitätsprüfung für Hybridgussbauteile
19.01.2017 | Fraunhofer IFAM

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Scientists spin artificial silk from whey protein

X-ray study throws light on key process for production

A Swedish-German team of researchers has cleared up a key process for the artificial production of silk. With the help of the intense X-rays from DESY's...

Im Focus: Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

Ein schwedisch-deutsches Forscherteam hat bei DESY einen zentralen Prozess für die künstliche Produktion von Seide entschlüsselt. Mit Hilfe von intensivem Röntgenlicht konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich kleine Proteinstückchen – sogenannte Fibrillen – zu einem Faden verhaken. Dabei zeigte sich, dass die längsten Proteinfibrillen überraschenderweise als Ausgangsmaterial schlechter geeignet sind als Proteinfibrillen minderer Qualität. Das Team um Dr. Christofer Lendel und Dr. Fredrik Lundell von der Königlich-Technischen Hochschule (KTH) Stockholm stellt seine Ergebnisse in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften vor.

Seide ist ein begehrtes Material mit vielen erstaunlichen Eigenschaften: Sie ist ultraleicht, belastbarer als manches Metall und kann extrem elastisch sein....

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Neuer Algorithmus in der Künstlichen Intelligenz

24.01.2017 | Veranstaltungen

Gehirn und Immunsystem beim Schlaganfall – Neueste Erkenntnisse zur Interaktion zweier Supersysteme

24.01.2017 | Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Interview mit Harald Holzer, Geschäftsführer der vitaliberty GmbH

24.01.2017 | Unternehmensmeldung

MAIUS-1 – erste Experimente mit ultrakalten Atomen im All

24.01.2017 | Physik Astronomie

European XFEL: Forscher können erste Vorschläge für Experimente einreichen

24.01.2017 | Physik Astronomie