Influence of the Processing conditions on morphology and fracture mechanical properties of unfilled polyoxymethylene (POM)

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Polyoxymethylen (POM) ist ein hochkristalliner technischer Thermoplast und wird oft in Anwendungen mit hohen Ansprüchen an das mechanische Verhalten eingesetzt. Seine Eigenschaften sind stark von der Morphologie abhängig und können durch Verarbeitung, Additive, usw. beeinflusst werden. Besonders durch die Verarbeitung kann eine weite Spanne an Eigenschaften erreicht werden. Ziel dieser Arbeit war es, einen Zusammenhang zwischen den Verarbeitungsbedingungen, der Morphologie und den mechanischen Eigenschaften von zwei POM Typen (Delrin und Tenac) zu finden. Zu diesem Zweck wurden Platten im Pressverfahren und mittels Spritzguss mit drei verschiedenen Werkzeugwandtemperaturen hergestellt. Anschließend wurde ihre Morphologie mittels Röntgenmessungen, Polarisationsmikroskopie und DSC untersucht. Die verwendeten Röntgenmessungen können in Röntgenstreuung (SAXS) und Röntgenbeugung (WAXD) unterteilt werden, wobei die SAXS-Messungen zusätzlich auf zwei verschiedene Arten ausgewertet wurden: Einmal mittels sogenannter „1D Korrelation“ und einmal mittels einem Kurvenfit basierend auf einem 3-Komponenten Modell. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war die praktische Implementierung und Evaluierung der verschiedenen Röntgenanalysemethoden. Die bruchmechanischen Eigenschaften der unterschiedlichen Platten wurden mittels CT-Probekörper in bruchmechanischen Ermüdungstests ermittelt. Zum Vergleich der verschiedenen Materialien wurden bruchmechanische Ermüdungskurven basierend auf vier verschiedenen Lastniveaus bestimmt. Der höchste Kristallinitätsgrad wurde in fast allen Messverfahren bei den gepressten Platten gefunden. Sie erzielten außerdem die besten Ergebnisse in den bruchmechanischen Tests und besaßen eine sehr homogene Struktur. Die gespritzten Platten zeigten in ihrer Struktur eine starke Anhängigkeit von der Werkzeugwandtemperatur und der Probenentnahmestelle auf der Platte. Eine niedrige Werkzeugwandtemperatur führte durchschnittlich zu einer niedrigeren Kristallinität und schlechterem bruchmechanischen Verhalten. Während mittels WAXD sehr gute Ergebnisse erzielt werden konnten, lieferten hingegen die verwendeten Analysemethoden für SAXS weniger überzeugende Werte.

Details

Titel in ÜbersetzungEinfluss der Verarbeitungsbedingungen auf die Morphologie und bruchmechanischen Eigenschaften von ungefülltem Polyoxymethylen (POM)
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung1 Jul 2016
StatusVeröffentlicht - 2016