Simultane FTIR-Rheologie-Messungen

Rheologische Messungen in Platten-, Hochdruckkapillarrheometern sowie in Brookfieldviskosimetern sind seit vielen Jahren fester Bestandteil bei der werkstoffanalytischen Charakterisierung von Materialien am IVW. Dabei werden Informationen über das Deformations- und Fließverhalten von Polymeren für die Entwicklung und Verarbeitung von Verbundwerkstoffen gewonnen. Die ermittelten Parameter, wie z.B. die Scherraten oder Viskositäten bei verschiedenen Temperaturen stellen essentielle Kennwerte für das komplexe Verhalten und damit Grundlagen für z. B. die Imprägnierung und Verarbeitung dieser Materialien dar. Je nach Rezeptur der Polymermatrix können u. a. die rheologischen Eigenschaften beeinflusst werden, wodurch die Prozessparameter modifiziert werden können.

Die Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie (FTIR-Spektroskopie) wiederum ermöglicht die Aufklärung der chemischen Zusammensetzung über die Identifikation von Molekülschwingungen im Material. Die Kopplung zwischen einem Plattenrheometer und einem FTIR-Spektroskop liefert der Rheonaut. Das simultane Messen von rheologischen Eigenschaften im Plattenrheometer und molekularen Strukturänderungen via FTIR erlauben es, chemische Reaktionen - und insbesondere auch Zwischenreaktionen - zu identifizieren und etwa mit Viskositätsänderungen zu korrelieren. Dies erlaubt u. a. ein tieferes Grundverständnis von Einflüssen wie Temperaturen und Scherung, aber auch von Additiven auf Vernetzungsreaktionen oder Kristallisationsvorgänge.

Damit schafft die Werkstoffanalytik fundamentale Kenntnisse, die direkt in die Anwendung fließen können.