Zum statischen und dynamischen Werkstoffverhalten von thermoplastischen Elastomeren

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Thomas Zysk

Ziel der Untersuchungen war, zu überprüfen, ob Beanspruchungsgrenzen für dynamische Wechselbelastungen mit einer einfachen, schnell durchzuführenden Prüfmethodik ermittelt werden können. Es hat sich gezeigt, daß Spannungs/-Dehnungs-Versuche erste Hinweise auf das zu erwartende maximale Belastungsniveau in zyklischen Zug/Schwell-Versuchen geben. Belastungen, die bei monotoner Beanspruchung zu Strukturveränderungen führen, können ermittelt werden. Zyklische Laststeigerungsversuche, nachgewiesen durch Einstufenversuche, geben dann Beanspruchungsgrenzen für zyklische Wechselbelastung an. Als Kriterium für diese dynamische Beanspruchungsgrenze wird eine qualitative überproportionale Dehnungsänderung auf einem Beanspruchungsniveau herangezogen. Diese Beanspruchungsgrenze kann durch das jeweilige Dehnungs- oder Spannungsniveau beschrieben werden, bei dem sich die Kennwerte erstmals deutlich ändern. Unterhalb dieser Grenze verhält sich das Material bei zyklischer Wechselbelastung quasi linear viskoelastisch, so daß keine wesentlichen Änderungen des Werkstoffverhaltens bzw. Strukturveränderungen auftreten. Oberhalb der Beanspruchungsgrenze verformt sich der Werkstoff zunehmend. Hierdurch ergeben sich deutliche Änderungen der Werkstoffeigenschaften, die sich u.a. im dynamischen E-Modul, in den Dehnungen und in der Dämpfung wiederspiegeln. Je nach Anwendung können die ermittelten Kennwertänderungen zu einem nicht tolerierbaren Eigenschaftsverlust führen.
Die dargestellten Untersuchungen haben ferner gezeigt, daß das Versagensverhalten der TPE nicht nur über Kennwertänderungen, sondern auch über damit korrelierbare Strukturveränderungen beschreibbar ist. So konnten bei TPO irreversible Verformungen der Polypropylenstruktur im Mikrobereich bei deutlicher Dehnungsänderung nachgewiesen werden. Thermoanalytische und morphologische Betrachtungen zeigen die zweiphasige Struktur der TPO.

144 Seiten
ISBN 3-9802740-2-0

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Lydia Lanzl, M.Sc.