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Thermische Analysen

Die thermische Analyse ist der Oberbegriff für alle Methoden, bei denen physikalische und chemische Eigenschaften einer Substanz, eines Substanzgemisches und/oder von Reaktionsgemischen als Funktion der Temperatur oder der Zeit gemessen werden. Dabei wird die Probe einem kontrollierten Temperaturprogramm (DIN 51005, ASTM E 473) unterworfen. Die weitesten verbreiteten Messmethoden sind die dynamische Differenzkalorimetrie (DDK) und die leistungskompensierende Differenzkalorimetrie (DSC). Beide Verfahren geben Aufschluss über die beim Aufschmelzen der Kristallite verbrauchte oder die während der Kristallisation beim Abkühlen freigesetzte Energie. So lässt sich z.B. der Erweichungstemperaturbereich (oft kurz Erweichungsbereich genannt) eines Kunststoffes bestimmen, bei dem sich viele physikalische Eigenschaften sprunghaft ändern. Ein bei Raumtemperatur harter Kunststoff geht im Erweichungsbereich in den weichen Zustand über. Während bei Thermoplasten bis zum Erweichungsbereich Festigkeit und Steifigkeit allmählich und stetig abnehmen, vermindern sie sich im Erweichungsbereich oft sprunghaft weiter. Man kann als Erweichungstemperatur den Punkt festlegen, an dem eine bestimmte Kurzzeitfestigkeit unterschritten wird oder sich das Material unter dem Einfluss seiner eigenen Schwere verformt. Eine genaue Bestimmung ergibt sich aus dem Torsionsschwingversuch oder anhand physikalischer Kenngrößen wie Wärmeleitfähigkeit usw. Die statische oder dynamische Einfriertemperatur, als untere Begrenzung des Erweichungsbereichs, kann so erfasst werden. Der untere Endpunkt des Erweichungsbereiches, die sog. Glastemperatur erhöht sich z.B. mit dem Polymerisationsgrad.