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Dem PCCL stehen Labors mit einer umfangreichen Ausstattung zur Verfügung. Sie enthalten die für die Tätigkeit des Polymer Competence Center erforderliche Infrastruktur, die von elektronischer Grundausstattung bis zu einem Oberflächentopografiemessgerät zur berührungslosen Vermessung von Kunststoffoberflächen reicht. Im Rahmen der Auftragsforschung bietet das PCCL die Nutzung seiner Geräteausstattung gegen marktübliche Preise an.

 Hier finden Sie den gesamten Anlagenkatalog:

 

Hauptanlagen

 

photron425

Highspeed Kamera Photron SA1

Bei der Photron SA1 handelt es sich um eine weltweit führende Hochgeschwindigkeitskamera. Mit einer maximalen Framerate von 675.000 Bilder pro Sekunde und einer extremen Lichtempfindlichkeit eignet sich dieses System optimal zur optischen Analyse von Impactvorgängen. Die Haupteinsatzgebiete liegen hierbei in der optischen Dehnungsanalyse und Materialcharakterisierung unter Impactbeanspruchung sowie im automobilen Chrashbereich. Da das System lediglich aus der Kameraeinheit und einem Notebook zur Datenaufzeichnung besteht, ist es extrem portabel und vielseitig einsetzbar.

  Leistungsdaten:
  • max. Framerate: 675.000 fps
  • Pixelauflösung: 1024x1024 Pixel
  • CMOS Sensor: 20µm Pixelgröße (extrem lichtempfindlich), 12Bit monochrom
  • 8GB RAM (entspricht 1s Aufzeichnungsdauer bei 5.400fps und 1MPixel)

  

 hotdisk425

Wärmeleitfähigkeitsmesssystem

Die HotDisk-Methode ist eine auf der Transient Plane Source-Methode basierende Messtechnik zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit, der Temperaturleitfähigkeit und der Wärmekapazität über einen Meßbereich von 0,01 bis 400 W/(m K) bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und 1000 K. Mit diesem System können die thermischen Eigenschaften einer Vielzahl von Werkstoffen wie Kunststoffe, Keramiken oder Granulate, gemessen werden.

  

 gpc475

Raumtemperatur GPC

Die Größenausschlußchromatographie (size exclusion chromatography, SEC), auch bekannt als Gel Permeations Chromatographie (GPC) ist eine flüssigkeitschromatographische Trennmethode, welche die Analyse von Molekülen im Oligomer- und Polymerbereich erlaubt.
In einer chromatographischen Säule findet ein einfacher Klassierungsprozeß statt; als dessen Folge verlassen die Moleküle mit abnehmender Größe nacheinander die chromatographische Säule. Hauptanwendungsgebiet ist die Bestimmung von Molmassenverteilungen und Langkettenverzweigungen von bei Raumtemperatur löslicher Polymere.

  

 ir425

IR Spektrophotometer mit integrierender Kugel

Das PerkinElmer Spectrum GX ist ein "high performance" IR Spektrophotometer zur Werkstoffcharakterisierung und zur Bestimmung optischer Eigenschaften von Festkörpern und Flüssigkeiten im Wellenlängenbereich zwischen 1,4 und 27 ?m. Neben dem Standard Probenraum zur Bestimmung der gerichteten Transmissionsspektren ist das Spektrophotometer noch mit einer 100 mm Ulbrichtkugel mit Goldbeschichtung ausgestattet, welche sowohl die Messung hemispärischer als auch diffuser Reflexions- und Transmissionsspektren erlaubt. Zusätzlich ist eine Oberflächencharakterisierung mittels zweier ATR ("Attenuated Total Reflectance") Einheiten möglich. Die Pike Miracle Mikro ATR, ausgestattet mit einem Diamant-Kristall, eignet sich bestens für Werkstoffcharakterisierung und -erkennung sowohl von Festkörpern als auch von Flüssigkeiten und Gels, während die Pike Veemax II Einheit durch verstellbare Spiegel und verschiedene Kristalle (ZnSe und Ge) Tiefenprofile von 0,5 bis 10 ?m erstellen kann.

  Das IR Spektrophotometer findet Einsatz für:
  • Werkstoffcharakterisierung und -identifizierung
  • Untersuchung des Alterungsverhaltens von Kunststoffen, der Abbauprodukte und -mechanismen
  • Analyse und Vermessung von Additiven, Stabilisatorsystemen, Reaktionsprozessen (zB: Antioxidanten, Lichtstabilisierung, Gleitmittel, Vernetzung von Duromeren)
  • Bestimmmung infrarot-optischer Eigenschaften wie Brechungsindex, Absorptionskoeffizient, Absorptionsgrad, Reflexionsgrad und Streuverhalten

  

 paar rheo425

Modular Compact Rheometer, Paar Physica MCR501

Das Rotationsschwingungs-Rheometer MCR501 der Fa. Anton Paar GmbH dient zur Messung der Fließeigenschaften von Polymerschmelzen im niedrigen Schwergeschwindigkeitsbereich sowie der elastischen und viskosen Eigenschaften in Form diskreter Relaxations-Zeit-Spektren.

Es ermöglicht eine Reihe stationärer und dynamischer Versuche sowohl im Geschwindigkeits- (CRS) als auch im Schubspannungsgesteuertem (CSS) Modus.

Verschiedene Versuchsarten können beliebig miteinander kombiniert werden, um Prozess -bzw. Anwendungsbedingungen zu simulieren. Es können folgende Messungen durchgeführt werden:

 
  • Messung der Fließ- und Viskositätskurven unter Vorgabe der Schergeschwindigkeit (CRS Modus) und der Schubspannung (CSS-Modus)
  • Kriechversuch
  • Spannungs-Relaxationsversuch
  • Zeit- und temperaturabhängige Messungen
  • Oszillatorische Versuche im CSS- und CRS-Modus
  • Multiwave-Versuche
  • Rotation mit überlagerter Oszillation
  • Aushärten und Gelieren

Das Gerät verfügt über ein elektrisches Heizungssystem (bis 400°C) eine Konvektionstemperiereinheit (bis 600°C) sowie eine umfangreiche Zubehörpalette.

Mit dem zusätzlichen SER Dehnrheologiesystem, entwickelt von Dr. Martin Sentmanat (Xpansion Instruments), können mit dem MCR501 dehnrheologische Messungen an gefüllten und ungefüllten Polymeren im Feststoff- und Schmelzebereich und über einen großen Temperatur- und Deformationsbereich durchgeführt werden.

Verwendetes Softwarepaket ermöglicht unter anderem auch die Berechnung einer mittleren Molmasse und mittleren Molmassenverteilung aus dem kontinuierlichen Relaxations-Zeit-Spektrum und umgekehrt.

  

 lcms425

LC-MS-System

Bei der LC-MS/MS handelt es sich um die Kopplung von zwei verschiedenen Techniken, der HPLC (high performance liquid chromatography) mit Massenspektroskopie (MS). Mittels HPLC werden Substanzgemische im analytischen Maßstab getrennt, mit der MS schließt sich ein weiteres Trenn- und Analyseverfahren an. Hauptanwendungsgebiet ist die Strukturaufklärung organischer Substanzen, vornehmlich von Kunststoff-Stabilisatorsystemen.

 
Merkmale der LC-MS/MS
  • Massenbereich von m/z 50 bis m/z 2000 amu bei einer Scanrate von mindestens 5500 amu/s
  • Empfindlichkeit für kleine Moleküle im unteren nmol/L-Bereich
Apparative Ausstattung

     MS-Teil:
  • 3D-Ionenfalle mit automatischer Berechnung und Nachregelung des optimalen Füllstandes
  • Ionisierungsquellen: ESI und APCI
  • Ionisierungsmodi: positiv und negativ
     HPLC-Teil:
  • Quartäres Gradientensystem (Flußbereich: 2 bis 2000 µL/min)
  • Degasser, Autosampler, Säulenofen, Diode Array Detector

  

 bose475

Bose Electroforce 3200

ElectroForce 3200 Prüfinstrumente von Bose stellen aussergewöhnliche Treue, Präzision und vielseitige Verwendbarkeit für eine Vielzahl von Prüfungsanwendungen zur Verfügung. Das ElectroForce 3200 kann eine dynamische axiale Kraft bis zu 500 N aufbringen und hat einen maximalen axialen Versatz von 6.25 Millimeter. Das maximale Torsionsmoment beträgt 2.8 Nm bei maximal 10 vollen Umdrehungen. Das Testsystem kann zyklische Tests über einen Frequenzbereich von einem Zyklus pro Tag zu 100 Hz durchführen. Dynamische Leistung ist von den Probekörpereigenschaften, der Einspannung und von der Prüfkonfiguration abhängig. Das ElectroForce 3200 ist mit einer temperierbaren Prüfkammer ausgerüstet und kann mit Temperaturen von -60 °C bis 300 °C beaufschlagt werden.

Das Testsystem wird sowohl für herkömmliche dynamisch mechanische Analysen (Sinuswellenform bei einachsigem Spannungszustand) für Thermoplaste und Elastomere und erweiterte Analysen (Impulswellenform und multiaxialer Spannungszustand) genutzt. Außerdem werden wegen der hohen Anschlagflexibilität Ermüdungstests für verschiedene Elastomere und kleine thermoplastische Probestücke durchgeführt.

  

 collin425

Collin Labor-Coextrusionsanlage

Die Collin Labor-Coextrusionsanlage erlaubt es, aus kleinen Materialmengen 1 bis 5 schichtige Folien mit unterschiedlichen Schichtdicken (bis 1,3mm Gesamtdicke) und Schichtaufbauten herzustellen. Die Anlage besteht dabei aus einem Extruder mit D=30mm und L=30D sowie 2 Beistellextruder mit D=20mm und L=25D. Alle Extruder sind mit Schmelzefilter ausgestattet und über beheizbare Schmelzeschläuche mit dem Feedblock und der Düse (b=250mm) verbunden. Durch variable Schnecken, einsetzbare Scher- und Mischteile sowie einer Entgasungsmöglichkeit kann eine sehr große Anzahl von unterschiedlichsten Materialien und Mischungen verarbeitet werden.

Die Abzugseinheit besteht aus getrennt voneinander temperierbaren Kühlwalzen, einem Airknife, einem Randbeschnitt mit Randstreifenwickler und der Möglichkeit die Folie mit Umfangs- oder Zentralwickler aufzunehmen.

Die gesamte Anlage wird mittels einer Steuersoftware vom PC aus gesteuert. Dabei besteht die Möglichkeit, die ganze Anlage zu synchronisieren und vom PC aus die gewünschten Schichtdicken und Abzugsgeschwindigkeit vorzugeben.

   

 aramis425

Systeme zur Messung der Dehnung und Dehnungsverteilung

Das Aramis System (GOM, Braunschweig, D; WestCam, Mills bei Hall, A) mißt die 3-dimensionale Deformation und die Dehnungen über die 3D-Korrelationsmethode mittels zwei Hochgeschwindigkeitkameras. Neben der vollflächigen Dehnungsmessung bietet dieses optische Meßsystem den Vorteil der Kontaktfreiheit und ist somit geeignet zur Messung von langsamen bis schnellen Verformungsvorgängen und von kleinen bis sehr großen Dehnungen an Püfkörpern und Bauteilen.

  espi425 Das 3D-ESPI System (GOM, Braunschweig, D; WestCam, Mills bei Hall, A) verwendet eine Laser-interferometrisches Messmethode, die elektronische Speckle Pattern Interferometrie. Diese Methode ermöglicht die 3-dimensionale Verformungsmessung und Dehnungsanalyse im sehr kleinen Verformungsbereich mit einer Verformungsauflösung bis zu 40 Nanometer.

  

 prep425

Präparative Fraktionierung von Home- und Copolymeren

Das "PREP-mc2 plus" System von PolymerChar erlaubt eine automatisierte Fraktionierung von Polymeren nach Molmasse und Zusammensetzung. Dabei können im halb-präparativen Maßstab maximal 15 Fraktionen eines Polymeren gewonnen werden. Der Fraktioniervorgang erfolgt in einem, oder parallel, in zwei Reaktoren.

  Fraktionierung nach Molmasse (Homo- und Copolymere):
Das Polymer wird bei konstanter Temperatur in unterschiedlichen Lösungsmittel/Nicht-Lösungsmittelgemischen steigender Güte gelöst. Dabei werden nacheinander Fraktionen mit zunehmender Molmasse gewonnen und in Sammelgefäße überführt.
  Fraktionierung nach Zusammensetzung (verzweigte Homo- und Copolymere):
Das Polymer wird bei hoher Temperatur in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und die Lösung anschließend mit einem konstanten Temperaturgradienten abgekühlt. Durch das unterschiedliche Fällungs- bzw. Kristallisationsverhalten der im Polymeren enthaltenen Phasen entstehen Fraktionen unterschiedlichen Verzweigungsgrades bzw. Comonomergehaltes. Durch anschließendes Aufheizen in diskreten Temperaturschritten lassen sich die einzelnen Phasen nacheinander wieder in Lösung bringen und in Fraktionssammelgefäße überführen.

  

 uvvis425

 V/Vis/NIR Spektrophotometer mit integrierender Kugel

 

Das PerkinElmer Lambda 950 ist ein "high performance" UV/Vis/NIR Spektrophotometer zur Bestimmung optischer Eigenschaften von Festkörpern und Flüssigkeiten im Wellenlängenbereich zwischen 175 und 3300 nm. Das mit einer 150 mm Ulbrichtkugel ausgestattete Lambda 950 erlaubt die Messung sowohl totaler (hemispärischer) als auch diffuser Reflexions- und Transmissionsspektren.

 
Das UV/Vis/NIR Spektrophotometer findet Einsatz für die optische Charakterisierung von:
  • Materialien für die Solartechnik (z.B. Glashausfolien, Solarabsorber, Solarzellen)
  • Licht- und Sonnenschutzsysteme
  • hoch reflektierende Spiegel und anti-reflektierende Beschichtungen
  • Trübung (Haze) von Folien und streuenden Oberflächen
  • Streuende Materialien wie Textilien oder Papierprodukte
und für die Analyse und Vermessung von:
  • Farbe und Glanz
  • Stabilisatorsystemen (z.B. UV-Stabilisatoren, Antioxidanten)
  • Abbau von Polymeren (z.B. Vergilbung, Verkreidung)
  • Wassergehalt von organischen polymeren Materialien
  • Reaktionsprozessen (z.B. Vernetzung von Polyurethanen)

  

 atos300

Optisches 3D-Digitalisiersystem

Das optische 3D-Digitalisierungssystem ATOS II SO von GOM erfasst die vollständige Form von Bauteilen und Werkzeugen. Das Messsystem funktioniert berührungslos und wird für Vermessungen von kleinen und mittelgroßen Bauteilen eingesetzt.

  Die Messmethode basiert auf dem Prinzip der Triangulation. Dabei werden mittels einer Projektionseinheit unterschiedliche Streifenmuster auf das zu vermessende Objekt projiziert und von zwei Kameras beobachtet. Anhand der Abbildungsgleichungen der Optik werden die 3D-Koordinaten für jedes Kamerapixel automatisch und hochpräzise im Rechner ermittelt.
 
Die Hauptvorteile der 3D-Digitalisierung sind:
  • 3D-Erfassung und Visualisierung des kompletten Bauteils sowie Vergleich mit CAD-Daten
  • schnelle Messungen im Vergleich zu herkömmlichen, taktilen Messsystemen wie Koordinatenmessmaschinen
  • hohe Auflösung und Genauigkeit
  • Mobilität des Systems, so dass Bauteile an unterschiedlichen Orten gemessen werden können
  Zur Qualitätssicherung lassen sich die Messdaten digitalisierter Bauteile direkt dem ursprünglichen CAD-Modell überlagern. Auf Basis eines solchen Soll-/Ist-Vergleiches lässt sich z.B. überprüfen, ob die Toleranzen eingehalten wurden, in welchem Bereich sich das Bauteil verformt hat usw.

  

 frt450

Konfokal Mikroskop (Topografie-Oberflächenmesssystem)

Das MicroProf von FRT ist ein optisches 3D-Messsystem für rechnergestützte 3D-Kontur- und Rauheitsmessungen. Das Messsystem funktioniert zerstörungs- und kontaktfrei bei allen Arten von Oberflächen und wird für Messungen von Klein- und Mikroteilen in Forschung, Entwicklung und Schadensanalyse eingesetzt.

  Die Vorteile des optischen 3D-Messsystems MicroProf sind gute Auflösung und eine hohe Messgeschwindigkeit.
  Die Messmethode basiert auf dem Prinzip der chromatischen Aberration. Dabei wird Weisslicht auf das Bauteil fokussiert und aus der spektralen Verteilung des an der Oberfläche gestreuten Lichts wird die Höhe des Messobjekts im Messbereich bestimmt.
  Der MicroProf dient zur Auswertung von lateralen und vertikalen Abständen, Winkeln, Histogrammen oder Traglastkurven und ist zur Bestimmung der Oberflächenrauhigkeit und -welligkeit nach DIN EN ISO geeignet. Es sind Flächen- und Volumensberechnungen und eine 3D-Ansicht unter beliebigen Winkeln möglich.

  

 tref470

TREF (Temperature Rising Elution Fractionation)

Das TREF 200 von PolymerChar dient zur Bestimmung der Verteilung von Verzweigungen und der Zusammensetzung von Polymeren und Copolymeren (Composition Distribution).

  Das Funktionsprinzip beruht auf dem unterschiedlichen Kristallisationsverhalten der Polymerfraktionen in Lösung.
  Die Fraktionierung läuft zweistufig ab.
  Im Kristallisationsschritt lagern sich die Polymerfraktionen während der Abkühlung in zwiebelschalenartigen Schichten um ein inertes TREF-Packungsmaterial. Durch das unterschiedliche Kristallisationsverhalten der verschiedenen Fraktionen steigt der Grad der Kurzkettenverzweigungen mit der Anzahl der Schichten.
  Im zweiten Schritt werden die Polymerfraktionsschichten bei steigender Temperatur gelöst und eluiert. Dabei sinkt mit steigender Temperatur der Grad der Kurzkettenverzweigungen der eluierten Fraktionen. Die Detektion erfolgt über Infrarotstrahlung bei konstanter Wellenzahl.

  

 cedip300

IR-Thermographie Prüfsystem

Die Thermografiesysteme des französischen Herstellers CEDIP Infrared Systems präsentieren den neuesten Stand international verfügbarer Focal Plane Array (FPA)- Infrarotdetektortechnologie für den High-End Bereich.

  Durch den Einsatz von Quantendetektoren höchster Detektivität sind extrem hohe thermische Auflösungen und gleichzeitig hohe Bildfrequenzen erreichbar.
 
Das IR-Thermografische Prüfsystem hat folgende Hauptanwendungsbereiche:
  • Kontaktfreie und bildgebende Wärmestrahlungs-(Temperatur-)messung
  • IR-Mikroskopie
  • Detektion von Wärmequellen (plastische Zone, hysteretische Erwärmung, Defekte)
  • Spannungsberechnung über den thermoelastischen Effekt
  • Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

  

 tribometer470

Mikrotriobologiesches Testsystem

Das Präzisionstribometer UMT-2 von CETR dient der Untersuchung und Simulation von Reibungs- und Verschleißvorgängen unter Gleitbeanspruchung bei Festkörper-, Grenz- und Mischreibung sowie Elastohydrodynamik.

  Es können sowohl Modell- als auch Bauteilprüfungen durchgeführt werden.
  Das UMT kann kreisförmige, lineare und schnell wechselnde Bewegungen in allen Richtungen, mit einer Drehzahl von 0,001 1/min bis zu 5.000 1/min ausführen.
  Bei einer Samplingrate von 20 kHz können alle tribologischen Parameter wie Reibkraft und Drehmoment, Normallast, Temperatur und Verschleißtiefen gemessen und während der Prüfläufe aufgezeichnet werden.

  

 pvt450

pvT Versuchseinrichtung

Im Gegensatz zu marktüblichen pvT-Geräten, die mit relativ langsamen Abkühlgeschwindigkeiten messen und daher die nicht praxisgerecht sind, kann mit dem am PCCL entwickelten pvT-Gerät eine deutlich höhere Abkühlgeschwindigkeit realisiert werden, indem als Probe eine Scheibe mit 60 mm Durchmesser und einer variablen Dicke von 1 bis 10 mm verwendet wird.

  Zusätzlich können die Stirnflächen - ähnlich wie in einem Spritzgießwerkzeug - gekühlt werden.
  Die Probe wird in einer Heizkammer auf Messtemperatur aufgeheizt und über einen pneumatisch betriebenen Schlitten in die Messkammer überführt.
  Dort wird über einen Hydraulikstempel Druck auf die Probe aufgebracht und über einen hochpräzisen Wegaufnehmer die Volumenänderung in Abhängigkeit von Druck und Temperatur ermittelt, um so praxisnah das Schwindungsverhalten von Kunststoffen zu charaktersieren.

  

 haakemini500

Micro Compounder Doppelschneckenmischer

Das MiniLab kombiniert Compoundierungs- und Viskositätstests für kleine Probenvolumen. Es basiert auf der bewährten konischen Doppelschnecken-Technologie mit gleichlaufenden oder gegenläufigen Schnecken.

  Die pneumatische Füllung garantiert die einfache Zufuhr der Probe. Ein integriertes Bypass-Ventil ermöglicht die Zirkulation der Probe in einem Rückflusskanal mit Schlitzkapillare oder zur Extrusion des Materials für weitere Tests.
  Mit schneller Kühlung und einem geteilten, klappbaren Extruderrohr kann der Anwender das Compound für weitere Untersuchungen einfrieren.
  Das MiniLab arbeitet als alleinstehendes Gerät mit Datenexport oder als vollständig computergesteuertes System.

  

 shpm450

Servohydraulische Prüfmaschine

Das Gerät vom Typ MTS 858 dient zur mechanischen Charakterisierung von Werkstoffen unter verschiedenen Beanspruchungsarten (Zug, Druck und Biegung) und -formen (statisch, monoton, zyklisch).

  Der maximale Kolbenweg beträgt 100 mm, die maximale Kolbengeschwindigkeit 0,5 m/s, die maximale Prüffrequenz 100 Hz.
  Die Prüfmaschine ist mit einer Kraftmessdose von 15 kN ausgestattet und wird vorwiegend für Ermüdungsprüfungen an unterschiedlichen Kunststoffen eingesetzt.

 

 

 

Für die Charakterisierung von Kunststoffen stehen uns weiters unsere wissenschaftlichen Partner mit deren Geräteausstattung hilfreich zur Seite.