Mechanische Prüfung von Polymeren

Die mechanische Charakterisierung ist für eine genaue Materialforschung sehr wichtig, so dass zusätzlich zu den Standardzugversuchen auch Dauerversuche und dynamische Messungen von Polymeren durchgeführt werden können.

 

Dynamische Lebensdauerprüfung

Angelehnt an klassische Dauerschwingversuche bietet das CeSMA eine spezielle Dauertestvorrichtung an, die in der Lage ist, die mechanische Dauerfestigkeit von elastomeren und sehr weichen Werkstoffen zu testen. Gleichzeitig kann auch die Stabilität des elektrischen Widerstands von elektrisch leitfähigen Elastomeren über die mechanischen Belastungszyklen untersucht werden, da über die mechanische Einspannung eine Widerstandsmessung in die Probe möglich ist. Damit können dehnbare Leiterbahnen, resistive Sensoren oder Materialien, die als Elektrode in einem Dielektrischen Elastomer Sensor Einsatz finden, elektromechanisch hin auf Ihre Dauerfestigkeit untersucht werden.
 

Nachfolgend sind die technischen Spezifikationen der Testvorrichtung aufgelistet:

  • Bis zu 8 Gummiproben gleichzeitig: Probekörper in Folienform
  • Messfrequenz: 0,1 Hz - 5 Hz
  • Hubgesteuerter Test mit großem Hubbereich: max. 50 - 150 mm
  • Dynamische Dehnung: von 1 % bis > 100 %
  • Krafterfassung durch 8 KraftmessdosenMessungen der Leitfähigkeit unter zyklischer linearer Dehnung
  • Testen von bis zu 10 Millionen Zyklen

     
Änderung des elektrischen Widerstands
© Fraunhofer ISC
Änderung des elektrischen Widerstands in Abhängigkeit von der Anzahl der linearen Dehnungszyklen, im vorgedehnten (10 % lineare Dehnung) und voll gedehnten Zustand (110 % lineare Dehnung).

Zugprüfung

Zusätzlich wird der quasi-statische Zugversuch (ausgestattet mit optischer Dehnungsmessung zur genauen Dehnungserfassung) verwendet zur Bestimmung von:

 

  • Zugfestigkeit
  • Dehnung bei Bruch
  • Zugspannungsenergie
  • Elastizitätsmodul (Young-modulus)
  • Reißfestigkeit von Polymeren
  • Mullins-Effekt

 

Dynamisch-mechanische Analyse (DMA)

DMA wird zur Bestimmung von Glastransmission, Erweichung, Speicher- und Verlustmodul und Arrhenius-Plot verwendet.

 

  • Messmodus: Dehnung, Druckbelastung, Scherspannung, Biegung, Entspannung
  • Probengröße: Dicke 0,05 - 4 mm; Breite 1 - 12 mm; Länge 5 - 40 mm
  • Hubbereich: 5 µm - 300 µm
  • Messfrequenz: 0,01 Hz - 100 Hz
  • Temperaturbereich: - 100 °C bis +500 °C
  • Kraft: max. 8 N