Morphologische Charakterisierung von extrudierten Polyethylen/Polypropylen-Platten

Judith Sinic

Morphologische Charakterisierung von extrudierten Polyethylen/Polypropylen-Platten

Translated title of the contribution: Morphological characterisation of extruded polyethylene/polypropylene sheets

Judith Sinic

Chair of Materials Science and Testing of Polymers (210)

Research output: Thesis › Master's Thesis

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Abstract

The objective of the thesis was to determine optical, thermal, technological and mechanical properties of extruded sheets of polyethylene, polypropylene and their blends for applications in the automotive supplier industry. For the characterization of the optical properties scanning electron microscopy and polarisation microscopy was chosen. The thermal characterisation was performed by differential scanning calorimetry (DSC). For the technological estimation measurements of the density, for the mechanical properties tensile and bending tests were performed. By means of differential scanning calorimetry the increase of the crystallinity in dependence of the storage time was shown. In density measurements these results were confirmed. Furthermore, the rise of crystallinity was strongly dependent on the material. Sheets of polyethylene showed a higher increase of the degree of crystallisation in comparison to sheets of polypropylene with a low initial crystallinity. In addition, a significant influence of the polypropylene component to the polyethylene basis within the compound composition was detected. The determined mechanical properties of the tensile and bending tests showed a good correlation to the results of the DSC-analysis. Materials of low crystallinity exhibited the lowest values for the elastic modulus and strength, and vice versa. Additionally, assimilable results for the compounds of polyethylene and polypropylene were determined. Furthermore, additional effects were shown for a specific material pairing propably due to phase separation.

Translated title of the contribution	Morphological characterisation of extruded polyethylene/polypropylene sheets
Original language	German
Qualification	Dipl.-Ing.
Supervisors/Advisors	Pilz, Gerald, Supervisor (internal) Krenn, Klaus, Supervisor (external), External person
Award date	8 Apr 2011
Publication status	Published - 2011

Bibliographical note

embargoed until 01-12-2015

Keywords

polyethylene
polypropylene
crystallinity
structural parameter
tensile test
bending test
scanning electron microscopy
polarisation microscopy
differential scanning calorimeter
density

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Cite this

@mastersthesis{5fe84c3f59154fcf8b0736ba778da55d,

title = "Morphologische Charakterisierung von extrudierten Polyethylen/Polypropylen-Platten",

abstract = "Die vorliegende Arbeit befasste sich mit der Bestimmung optischer, thermischer, technologischer und mechanischer Kennwerte zur Charakterisierung der Nachkristallisation von extrudierten Platten aus Polyethylen, Polypropylen und Mischungen aus den Werkstoffen f{\"u}r Anwendungen in der Automobilzulieferindustrie. F{\"u}r die Charakterisierung der optischen Eigenschaften wurde dei Rasterelektronen- und Polarisationsmikroskopie gew{\"a}hlt, die thermische Charakterisierung der vorliegenden Werkstoffe erfolgte mittels DSC-Analysen. F{\"u}r die technologische Beurteilung wurden Dichtemessungen, f{\"u}r die Charakterisierung des mechanischen Verhaltens Zug- und Biegepr{\"u}fungen durchgef{\"u}hrt. Ein Schwerpunkt lag in der Bestimmung der von der Lagerungszeit der Proben abh{\"a}ngigen Ver{\"a}nderungen der ermittelten Kennwerte. In den DSC-Analysen konnte eine Zunahme des Kristallinit{\"a}tsgrades mit der Lagerungszeit der Proben festgestellt werden. Dies konnte auch in der Dichtemessung best{\"a}tigt werden. Die Zunahme war dabei stark abh{\"a}ngig vom verwendeten Basiswerkstoff. W{\"a}hrend Platten aus Polyethylen allgemein eine st{\"a}rkere Zunahme des Kristallinit{\"a}tsgrades zeigten, war beim verwendeten Polypropylen mit einer niedrigen Ausgangskristallinit{\"a}t die Zunahme deutlich geringer. Bei den Erzeugnissen aus Polyethylen und einer Zugabe von 5 % an Polypropylen wurde der unterschiedlich wirkende Einfluss der Polypropylen-Komponente auf die Basiswerkstoffe deutlich. Die Ergebnisse aus den Zug- und Biegepr{\"u}fungen wiesen eine gute Korrelation der mechanischen zu den aus den DSC-Analysen ermittelten thermischen Kennwerten auf. Jene Werkstoffe mit den geringsten Kristallinit{\"a}tsgraden wiesen auch in den Zug- und Biegeversuchen die geringsten Modulwerte und Festigkeiten auf und umgekehrt. Vergleichbare Ergebnisse zeigten auch die Proben der Mischungen aus Polyethylen und Polypropylen. Erg{\"a}nzend zu den thermischen Analysen lassen die mechanischen Untersuchungsergebnisse eine Unvertr{\"a}glichkeit bzw. Entmischung einer speziellen Werkstoffpaarung vermuten.",

keywords = "polyethylene, polypropylene, crystallinity, structural parameter, tensile test, bending test, scanning electron microscopy, polarisation microscopy, differential scanning calorimeter, density, Polyethylen, Polypropylen, Morphologie, Strukturparameter, Kristallinit{\"a}t, Nachkristallisation, Polarisationsmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, Zugpr{\"u}fung, Biegepr{\"u}fung, Dichte",

author = "Judith Sinic",

note = "gesperrt bis 01-12-2015",

year = "2011",

language = "Deutsch",

}

TY - THES

T1 - Morphologische Charakterisierung von extrudierten Polyethylen/Polypropylen-Platten

AU - Sinic, Judith

N1 - gesperrt bis 01-12-2015

PY - 2011

Y1 - 2011

N2 - Die vorliegende Arbeit befasste sich mit der Bestimmung optischer, thermischer, technologischer und mechanischer Kennwerte zur Charakterisierung der Nachkristallisation von extrudierten Platten aus Polyethylen, Polypropylen und Mischungen aus den Werkstoffen für Anwendungen in der Automobilzulieferindustrie. Für die Charakterisierung der optischen Eigenschaften wurde dei Rasterelektronen- und Polarisationsmikroskopie gewählt, die thermische Charakterisierung der vorliegenden Werkstoffe erfolgte mittels DSC-Analysen. Für die technologische Beurteilung wurden Dichtemessungen, für die Charakterisierung des mechanischen Verhaltens Zug- und Biegeprüfungen durchgeführt. Ein Schwerpunkt lag in der Bestimmung der von der Lagerungszeit der Proben abhängigen Veränderungen der ermittelten Kennwerte. In den DSC-Analysen konnte eine Zunahme des Kristallinitätsgrades mit der Lagerungszeit der Proben festgestellt werden. Dies konnte auch in der Dichtemessung bestätigt werden. Die Zunahme war dabei stark abhängig vom verwendeten Basiswerkstoff. Während Platten aus Polyethylen allgemein eine stärkere Zunahme des Kristallinitätsgrades zeigten, war beim verwendeten Polypropylen mit einer niedrigen Ausgangskristallinität die Zunahme deutlich geringer. Bei den Erzeugnissen aus Polyethylen und einer Zugabe von 5 % an Polypropylen wurde der unterschiedlich wirkende Einfluss der Polypropylen-Komponente auf die Basiswerkstoffe deutlich. Die Ergebnisse aus den Zug- und Biegeprüfungen wiesen eine gute Korrelation der mechanischen zu den aus den DSC-Analysen ermittelten thermischen Kennwerten auf. Jene Werkstoffe mit den geringsten Kristallinitätsgraden wiesen auch in den Zug- und Biegeversuchen die geringsten Modulwerte und Festigkeiten auf und umgekehrt. Vergleichbare Ergebnisse zeigten auch die Proben der Mischungen aus Polyethylen und Polypropylen. Ergänzend zu den thermischen Analysen lassen die mechanischen Untersuchungsergebnisse eine Unverträglichkeit bzw. Entmischung einer speziellen Werkstoffpaarung vermuten.

AB - Die vorliegende Arbeit befasste sich mit der Bestimmung optischer, thermischer, technologischer und mechanischer Kennwerte zur Charakterisierung der Nachkristallisation von extrudierten Platten aus Polyethylen, Polypropylen und Mischungen aus den Werkstoffen für Anwendungen in der Automobilzulieferindustrie. Für die Charakterisierung der optischen Eigenschaften wurde dei Rasterelektronen- und Polarisationsmikroskopie gewählt, die thermische Charakterisierung der vorliegenden Werkstoffe erfolgte mittels DSC-Analysen. Für die technologische Beurteilung wurden Dichtemessungen, für die Charakterisierung des mechanischen Verhaltens Zug- und Biegeprüfungen durchgeführt. Ein Schwerpunkt lag in der Bestimmung der von der Lagerungszeit der Proben abhängigen Veränderungen der ermittelten Kennwerte. In den DSC-Analysen konnte eine Zunahme des Kristallinitätsgrades mit der Lagerungszeit der Proben festgestellt werden. Dies konnte auch in der Dichtemessung bestätigt werden. Die Zunahme war dabei stark abhängig vom verwendeten Basiswerkstoff. Während Platten aus Polyethylen allgemein eine stärkere Zunahme des Kristallinitätsgrades zeigten, war beim verwendeten Polypropylen mit einer niedrigen Ausgangskristallinität die Zunahme deutlich geringer. Bei den Erzeugnissen aus Polyethylen und einer Zugabe von 5 % an Polypropylen wurde der unterschiedlich wirkende Einfluss der Polypropylen-Komponente auf die Basiswerkstoffe deutlich. Die Ergebnisse aus den Zug- und Biegeprüfungen wiesen eine gute Korrelation der mechanischen zu den aus den DSC-Analysen ermittelten thermischen Kennwerten auf. Jene Werkstoffe mit den geringsten Kristallinitätsgraden wiesen auch in den Zug- und Biegeversuchen die geringsten Modulwerte und Festigkeiten auf und umgekehrt. Vergleichbare Ergebnisse zeigten auch die Proben der Mischungen aus Polyethylen und Polypropylen. Ergänzend zu den thermischen Analysen lassen die mechanischen Untersuchungsergebnisse eine Unverträglichkeit bzw. Entmischung einer speziellen Werkstoffpaarung vermuten.

KW - polyethylene

KW - polypropylene

KW - crystallinity

KW - structural parameter

KW - tensile test

KW - bending test

KW - scanning electron microscopy

KW - polarisation microscopy

KW - differential scanning calorimeter

KW - density

KW - Polyethylen

KW - Polypropylen

KW - Morphologie

KW - Strukturparameter

KW - Kristallinität

KW - Nachkristallisation

KW - Polarisationsmikroskopie

KW - Rasterelektronenmikroskopie

KW - Zugprüfung

KW - Biegeprüfung

KW - Dichte

M3 - Masterarbeit

ER -