D er nominale Umsatz von Kunststoffen

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1 MESS- UND PRÜFTECHNIK Eigenschaften von Polypropylen gezielt bewerten Kunststoffdiagnostik. Eine gezielte Eigenschaftsoptimierung von Polypropylen- Werkstoffsystemen erschließt dieser Werkstoffgruppe Einsatzgebiete für die Automobil- und Hausgeräteindustrie, die bisher Hochleistungskunststoffen oder Metallen vorbehalten waren. Speziell der instrumentierte Kerbschlagbiegeversuch ermöglicht strukturbezogene Werkstoffaussagen, die sich zur Eigenschaftscharakterisierung nutzen lassen. BEATE LANGER CHRISTIAN BIERÖGEL WOLFGANG GRELLMANN Prüfkörper photooptisches Wegmesssystem Pendelhammer Kraft (F)- Sensor Verstärkungs/ Digitalisierungs- Einheit Weg (f)- Sensor Bild 1. Schematische Darstellung des instrumentierten Kerbschlagbiegeversuchs (KBV) D er nominale Umsatz von Kunststoffen hat sich in Deutschland seit Mitte der 9er-Jahre mit einem Zuwachs von durchschnittlich knapp 3 % pro Jahr im Vergleich zur chemischen Industrie insgesamt (knapp 2,5 %) etwas dynamischer entwickelt. Widerlager Die Branche erreicht damit inzwischen einen Anteil von 6,7 % der Industrieproduktion Deutschlands. Zu den umsatzstärksten Kunststoffen zählen u.a. Polyethylen (PE), auf das 31,5 % der produzierten Kunststoffmenge entfallen, Polypropylen (PP) mit 2,5 % und Polyvinylchlorid (PVC) mit 16,5 % des weltweiten Kunststoffverbrauchs. Vor dem Hintergrund einer prognostizierten Zunahme des globalen Verbrauchs von Kunststoffen bis zum Jahr 21 um 28 % kann davon ausgegangen werden, dass die Kunststoffindustrie signifikant zum Wirtschaftswachstum beitragen wird [1]. Einen besonderen Platz nehmen dabei PP-Werkstoffe ein, da sie sich neben einer vielseitigen Verwendbarkeit durch ein besonders gutes Preis-/Leistungsverhältnis auszeichnen. Durch ein komplexes Zusammenspiel von Matrix, Fasern und anderen Komponenten oder Zusatzstoffen ist es jedoch nicht immer möglich, das Eigenschaftsniveau sicher vorauszusagen. Eine umfassende Werkstoff- bzw. Bauteilprüfung auf der Basis moderner diagnostischer Methoden wird unerlässlich. Instrumentierte Prüfung erfasst und bewertet KU126 Verstärkung durch Fasern Änderung der Kristallisation durch Nukleierungsmittel Füllung mit Partikeln Bild 2. Einsatz von Verstärkungs- und Hilfsstoffen zur Eigenschaftsmodifizierung Optimierung der Faser/Matrix- Grenzfläche durch Haftvermittler Zur Eigenschaftscharakterisierung moderner Kunststoffe und deren Verbunde stehen eine Reihe von Prüfverfahren zur Verfügung: Neben der Nutzung konventioneller Methoden der Werkstoffprüfung wie Zug- und Biegeversuch oder Kugeleindruckversuch, können Verfahren, die mithilfe elektronischer Sensoren den Prüfvorgang registrieren oder regeln, einen erhöhten Beitrag an Werkstoffinformationen liefern. Zu nennen sind hier hybride Verfahren der Werkstoffprüfung, wobei zerstörungsfreie Methoden mit konventionellen Verfahren gekoppelt werden (z.b. Zugversuch V Kunststoffe 5/28 87

2 MESS- UND PRÜFTECHNIK Bild 3. Anwendungsbeispiele für den Einsatz elastomermodifizierter PP-Werkstoffe finden sich im Cockpit oder bei anderen Bauteilen im Automobilinnenraum mit Laserextensometrie), oder instrumentierte Verfahren, die im Vergleich zu herkömmlichen Methoden ein Registrierdiagramm aufzeichnen. Neben der registrierenden Härteprüfung ist der instrumentierte Kerbschlagbiegeversuch (KBV), der im Vordergrund der vorliegenden Arbeit stehen soll, in diese Gruppe der modernen Verfahren der Werkstoffprüfung einzuordnen. Der entscheidende Vorteil des instrumentierten KBV der hohe Informationszuwachs je Prüfvorgang gleicht den sich aus der anspruchsvollen Messtechnik ergebenden finanziellen Nachteil aus. Im Vergleich zum konventionellen KBV wird bei der instrumentierten Prüfung durch einen Kraftund einen Wegsensor die Aufzeichnung eines Registrierdiagramms ermöglicht (Bild 1). Vorteile dieser Vorgehensweise sind eine getrennte Registrierung des Kraft- und Durchbiegungsverlaufs sowie die Bewertung des elastischen und plastischen Anteils an der Gesamtverformung. Weiterhin ermöglicht die Aufzeichnung eines Institut Kraft-Durchbiegungs-Diagramms die Erfassung und Bewertung des instabilen und stabilen Risswachstums [2]. In Tabelle 1 sind an einem Beispiel mit instabiler Rissausbreitung die unterschiedlichen Ergebnisse des konventionellen und des instrumentierten Kerbschlagbiegeversuchs vergleichend dargestellt: Liegt bei zwei verschiedenen Kunststoffen dominierend instabiles i Polymer Service GmbH Merseburg An-Institut an der Martin-Luther- Universität Halle-Wittenberg Geusaer Straße Geb. 131 D-6217 Merseburg Tel. +9 () 3 61/ Fax +9 () Rissausbreitungsverhalten vor und ist das Kraft-Durchbiegungs-Verhalten bis zur Maximalkraft F max wie in Tabelle 1 rechts dargestellt einerseits durch eine hohe Kraft F max1 und eine geringe Durchbiegung f max1 und andererseits durch eine geringe Kraft F max2 und hohe Durchbiegung f max2 gekennzeichnet, so kann mit dem konventionellen KBV keine Differenzierung des Zähigkeitsverhaltens erlangt werden. Die zum Zerschlagen des Prüfkörpers erforderliche Schlagarbeit aus der potenziellen Energie des Hammers vor und nach dem Schlag ist identisch und führt zu gleichen Kerbschlagzähigkeitskennwerten: a cn1 = a cn2. Bei der Nutzung des instrumentierten KBV besteht aufgrund des Registrierdiagramms die Möglichkeit der Auswertung von Kraft, Durchbiegung und Verformungsenergie sowie die Verwendung dieser Messgrößen zur Bestimmung der bruchmechanischen Zähigkeitskenngrößen, die bei unterschiedlichem Kraft-Durchbiegungs-Verhalten zu differierenden Kennwerten führen. Ein anderes Kraft-Durchbiegungs- Verhalten mit instabiler Rissausbreitung und zusätzlichen Rissverzögerungsenergieanteilen stellt Tabelle 2 dar: Ist das Rissausbreitungsverhalten zweier Kunststoffe bis zur Maximalkraft F max identisch und tritt nach einer instabilen Rissausbreitung bei dem zweiten Werkstoff eine Rissverzögerungsenergie A R2 Schlagbiegeversuch und instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch Streckgrenze σ d 15 MPa Schlagbiegeversuch T = -2 C; v H = 1,5 m/s Modifikatorgehalt PP + Modifikator PE1 EPM PE Gew.-% 25 Widerstand gegen instabile Rissausbreitung J ld 12 N/mm IKBV T = -2 C; v H = 1,5 m/s Modifikatorgehalt PP + Modifikator EPM PE2 PE Gew.-% 25 Bild. Eigenschaftsniveau von elastomermodifizierten PP- Werkstoffen. Links: Streckgrenze unter dynamischer Biegebeanspruchung; rechts: bruchmechanische Zähigkeitskennwerte (v H Pendelhammergeschwindigkeit) 88 Carl Hanser Verlag, München Kunststoffe 5/28

3 MESS- UND PRÜFTECHNIK Voraussetzungen: Zähigkeitsprüfung der Kunststoffe 1 und 2 unter Verwendung identischer Schlagenergien Auftreten von dominierend instabiler Rissausbreitung und unterschiedlichem Kraft-Durchbiegungs-Verhalten bis F max Konventioneller Kerbschlagbiegeversuch (Charpy) Messgrößen: V ΔE (zum Zerschlagen des Prüfkörpers erforderliche Schlagarbeit aus der potenziellen Energie des Hammers vor und nach dem Schlag) Ergebnis: Kerbschlagzähigkeitskennwerte a cn Bewertung: keine Differenzierung des Zähigkeitsverhaltens der Kunststoffe 1 und 2: a cn1 = a cn2 Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch Ergebnis: Schlagkraft (F)-Durchbiegungs (f)-diagramm F max1 Energie A G = Fdf A G1 = A G2 Messgrößen: V Schlagkraft F max V Durchbiegung f max (bis F max ) V Energie A G (bis F max ) Schlagkraft F max2 A G1 instabile Rissausbreitung A G2 f max1 Durchbiegung f max2 Bewertung: unterschiedliche bruchmechanische Kenngrößen durch getrennte Bewertung von Kraft, Durchbiegung und Verformungsenergie Tabelle 1. Vergleich des konventionellen und des instrumentierten Kerbschlagbiegeversuchs bei dominierend instabiler Rissausbreitung auf, so kommt es bei der Nutzung des konventionellen KBV zur Überbewertung des Zähigkeitsverhaltens, da auch der Rissverzögerungsenergieanteil nach erfolgter instabiler Rissausbreitung in die Zähigkeitsbewertung einbezogen wird. Das im instrumentierten KBV registrierte Diagramm hingegen ermöglicht die getrennte Bewertung der unterschiedlichen Energieanteile und die Berücksichtigung dieser in kraft-, verformungs- bzw. energiebestimmten bruchmechanischen Zähigkeitskenngrößen [3]. Ein wesentlicher Vorteil dieser bruchmechanischen Kenngrößen ist die zu kontrollierende Geometrieunabhängigkeit, die eine Übertragbarkeit auf das Bauteil gewährleistet. Darüber hinaus führt die sensible Reaktion auf strukturelle Änderungen zu einer vorteilhaften Anwendung der bruchmechanischen Kennwerte bei der Werkstoffentwicklung und Erzeugnisbewertung [2]. Fallbeispiele zur Zähigkeitsbewertung von PP Eigenschaften modifizieren: Zur Erweiterung des Einsatzspektrums wird das mechanische Eigenschaftsniveau von Kunststoffen durch Veränderung der Matrix, beispielsweise durch Modifizieren bzw. Blenden und/oder durch den Zusatz von Füll-, Ver- V i Anwender LyondellBasell Industries Industrial Area Höchst D Frankfurt Tel. +9 () 69/3 5- Fax +9 () 69/ Bild 5. Laugenbehälter in Waschmaschinen aus PP-Glasfaser-Verbund Borealis Polyolefine GmbH St.-Peter-Straße 25 A-21 Linz Österreich Tel +3 () 7 32/ Fax +3 () 7 32/ Kunststoffe 5/28 89

4 MESS- UND PRÜFTECHNIK Voraussetzungen: Zähigkeitsprüfung der Kunststoffe 1 und 2 unter Verwendung identischer Schlagenergien Auftreten von dominierend instabiler Rissausbreitung und unterschiedlichem Kraft-Durchbiegungs-Verhalten nach F max (Rissverzögerungsenergie A R2 bei Kunststoff 2) Konventioneller Kerbschlagbiegeversuch (Charpy) Messgrößen: V ΔE (zum Zerschlagen des Prüfkörpers erforderliche Schlagarbeit aus der potentiellen Energie des Hammers vor und nach dem Schlag) Ergebnis: Kerbschlagzähigkeitskennwerte a cn Bewertung: Überbewertung des Risszähigkeitsverhaltens des Kunststoffs 2 durch Einbeziehung des Rissverzögerungsenergieanteils A R2 nach erfolgter instabiler Rissausbreitung a cn1 < a cn2 Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch Ergebnis: Schlagkraft (F)-Durchbiegungs (f)-diagramm instabile Rissausbreitung F max1,2 Messgrößen: V Schlagkraft F max V Durchbiegung f max (bei F max ) V Gesamtenergie A G (bis F max ) V Rissverzögerungsenergie A R Schlagkraft A G1 = A G2 (A R1 = ) f max1 f max2 Durchbiegung A R2 Bewertung: Aufspaltung in unterschiedliche Verformungsenergieanteile (A G, A R ) und Bewertung mit unterschiedlichen bruchmechanischen Kenngrößen Tabelle 2. Vergleich des konventionellen mit dem instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch bei instabiler Rissausbreitung stärkungs- und Hilfsstoffen gezielt verändert (Bild 2, Tabelle 3) []. Durch das komplexe Zusammenspiel von Zusatzstoff und Matrix ist es jedoch nicht immer möglich, das Eigenschaftsniveau sicher vorauszusagen. Eine umfassende Werkstoff- bzw. Bauteilprüfung auf Basis moderner diagnostischer Methoden wird unerlässlich. Dabei hat sich die Anwendung von bruchmechanischen Zähigkeitskenngrößen bewährt, da diese besonders empfindlich auf strukturelle Änderungen reagieren [2]. Elastomermodifizierung optimieren: Elastomermodifizierte PP-Werkstoffe besitzen auch bei tiefen Temperaturen günstige Zähigkeitseigenschaften, was einen Einsatz im Automobil zum Beispiel als Cockpit-Bauteil oder im Innenraum (Bild 3) ermöglicht. Durch die Zugabe von Modifikatoren wird eine Zähigkeitssteigerung infolge der Zunahme der Verformungsfähigkeit erreicht. Wie in Bild links dargestellt, ist die günstigere Zähigkeit jedoch mit einer abnehmenden Festigkeit verbunden. Für eine anwendungsspezifische Eigenschaftsoptimierung ist eine möglichst hohe Zähigkeit bei ausreichender Festigkeit und Steifigkeit zu erzielen. Konventionelle Methoden der Zähigkeitsbewertung liefern dafür meist keine ausreichenden Entscheidungskriterien, da die meisten Blends mit dem Befund ohne Bruch charakterisiert werden. Wie Bild rechts zeigt, kann durch eine Zähigkeitscharakterisierung im instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch un- Zugversuch und instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch Zug-E-Modul E t MPa 12 8 Zugversuch PP/GF PPC/GF PPC/PPC/GF Gew.-% 5 Glasfasergehalt Widerstand gegen instabile Rissausbreitung J ld 25 N/mm IKBV optimale Zähigkeit Festigkeitssteigerung Verformungsbehinderung Gew.-% 5 Glasfasergehalt Bild 6. Einfluss des Glasfasergehalts auf das Eigenschaftsniveau von PP/GF- Verbunden. Links: Elastizitätsmodul E t bei Zugbeanspruchung; rechts: Widerstand gegenüber instabiler Rissausbreitung J Id 9 Carl Hanser Verlag, München Kunststoffe 5/28

5 MESS- UND PRÜFTECHNIK Bild 7. Die rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen der Bruchflächen von PP/GF-Verbunden zeigen bei, Gew.-% Haftvermittler eine optimale Grenzflächenhaftung ter Verwendung bruchmechanischer Kennwerte EPM (Ethylen- Propylen-Kautschuk) als der Modifikator klassifiziert werden, der zu den höchsten, verformungsdeterminierten Zähigkeitssteigerungen bei moderaten Steifigkeitseinbußen führt [5]. Glasfasergehalt optimieren: Durch Verwendung von Verstärkungsfasern bei der technischen Nutzung von Polypropylenen erschließen sich dieser Werkstoffgruppe auch Anwendungsgebiete, die bisher Hochleistungskunststoffen oder Metallen vorbehalten waren. Beispielsweise können Stahl-Laugenbehälter in Waschmaschinen durch kostengünstige PP-Glasfaser-Bauteile ersetzt werden (Bild 5). Besondere Berücksichtigung beim technischen Einsatz dieser Verbunde sollte der Zusammenhang zwischen Steifigkeit, Zähigkeit und Glasfasergehalt finden. In Bild 6 links ist der mit steigendem Glasfasergehalt linear ansteigende Elastizitätsmodul für drei PP-Modellwerkstoffe dargestellt. Dieser Effekt wird bei der gezielten Anpassung des Eigenschaftsniveaus an die Einsatzbedingungen genutzt. Wie in Bild 6 rechts am Beispiel der im instrumentierten KBV ermittelten Werte für die instabile Rissausbreitung (J Id ) dargestellt, muss jedoch ab einem matrixabhängigen Glasfasergehalt von 3 Gew.-% mit einer mehr oder weniger starken Zähigkeitseinbuße gerechnet werden. Zurückzuführen ist dies auf die beiden gegensätzlichen Mechanismen Festigkeitssteigerung und Deformationsbehinderung, die jeweils bei bestimmten Glasfaserkonzentrationen das Werkstoffverhalten dominieren [6]. Wirksamkeit von PP/GF-Verbunden verbessern: Durch Zugabe von Haftvermittlern wird die Wirksamkeit von Verstärkungsfasern verbessert (Bild 7). Defizite bestehen bisweilen bei der optimalen Rezeptur besonders im Falle von vorausgegangenen Matrix-Modifizierungen oder Veränderungen bei den verwendeten Fasern. Das Beispiel im Bild 8 zeigt, dass für die V Kunststoffe 5/28 91

6 MESS- UND PRÜFTECHNIK Zugversuch und instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch Zug-E-Modul E t MPa Zugversuch PP/GF-Copolymer PP/GF-Homopolymer,,8 Gew.-% 1,6 Haftvermittlergehalt Widerstand gegen instabile Rissausbreitung J ld 18 N/mm IKBV,,8 Gew.-% 1,6 Haftvermittlergehalt Bild 8. Einfluss des Haftvermittlergehalts auf das mechanische Eigenschaftsniveau von PP/GF-Verbunden. Links: Elastizitätsmodul E t bei Zugbeanspruchung; rechts: Widerstand gegenüber instabiler Rissausbreitung J Id in Abhängigkeit vom verwendeten Haftvermittlergehalt Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch Widerstand gegen instabile Rissausbreitung J ld 16 N/mm 12 8 PP + 1 Gew.-% GF PP + 3 Gew.-% GF PP unverstärkt % 58 Kristallisationsgrad Bild 9. Links: Eigenschaftsoptimierung durch den Einsatz von Nukleierungsmitteln: Zusammenhang zwischen dem Widerstand gegenüber instabiler Rissausbreitung J Id und dem Kristallinitätsgrad; rechts: Anwendungsbeispiel aus der Automobilindustrie für nukleierte PP/GF-Verbunde Duktilität und Zähigkeit Bruchdehnung ε B 6 % mm 3 Rissöffnungsverschiebung δ ld Auslagerungszeit in Wasser PP/GF 1 PP/GF 2 unterschiedliche Haftvermittlergehalte PPC/GF+HV1 PPC/GF+HV2 PP/GF+HV1 PP/GF+HV2 unterschiedliche Nukleierungsmittelgehalte PP+1 Gew.-% GF PP+2 Gew.-% GF PP+3 Gew.-% GF PP+ Gew.-% GF Variation der Blendzusammensetzung PA6 + PA66 Bild 1. Zusammenhang zwischen der Bruchdehnung ε B (Duktilität) und der Rissöffnungsverschiebung σ Id (Zähigkeit) untersuchten PP/GF-Verbunde mit 1 Gew.-% Glasfasern ein günstiger Haftvermittlergehalt bei, Gew.-% vorliegt. Auf den Zug-E-Modul hat die Verwendung von Haftvermittlern keinen Einfluss. Die Bruchflächenaufnahmen zeigen eine optimale Grenzflächenhaftung ab ca., Gew.-% Haftvermittler []. Eine weitere Möglichkeit zur Optimierung der Wirksamkeit von Verstärkungsfasern in einer thermoplastischen Polymermatrix ist die Verwendung von Nukleierungsmitteln zur Erhöhung des Kristallinitätsgrads []. Bild 9 zeigt ein Anwendungsbeispiel aus der Automobilindustrie für einen rezepturoptimierten PP/GF-Verbund und die Wirkung von unterschiedlichen Nukleierungsmittelgehalten auf das Zähigkeitsniveau verschiedener PP/GF-Verbunde. Während es im PP-Matrix-Werkstoff in Abhängigkeit vom Nukleierungsmittelzusatz zur Verminderung des Widerstands gegenüber instabiler Rissausbreitung J Id kommt, kann durch eine erhöhte Kristallinität in Verbunden mit 3 Gew.-% Glasfasern ein gleichbleibender und mit 1 Gew.-% Glasfasern ein deutlich erhöhter Widerstand gegenüber instabiler Rissausbreitung erzielt werden. Durch eine gezielte Optimierung des Zusammenspiels der Verbundkomponenten, wie es beispielsweise durch eine Erhöhung des Kristallisationsgrads möglich ist, kann eine Zähigkeitssteigerung in PP/GF-Verbunden erzielt werden. Zum experimentellen Nachweis des Zähigkeitsniveaus eines Werkstoffs bzw. zum Nachweis der Wirkung verschiedener Einflussgrößen ist der alleinige Bezug auf geeignete Zähigkeitskennwerte unentbehrlich. Wie in Bild 1 dargestellt, ergeben sich beispielsweise aus den Einflussgrößen Auslagerungszeit und Haftvermittlergehalt gegensätzliche Tendenzen zwischen Duktilität ε B und Rissöffnungsverschiebung σ Id als Maß für die verformungsbestimmte Zähigkeit. 92 Carl Hanser Verlag, München Kunststoffe 5/28

7 MESS- UND PRÜFTECHNIK Technologie Zusatzstoff gewünschte Eigenschaftsänderung Modifizieren, Blenden Verstärkung Füllung Zusatz von Hilfsstoffen Während die Auslagerung von zwei PP/GF-Werkstoffen (PP/GF 1 und PP/GF 2) in Wasser zu einer proportionalen Zunahme der Bruchdehnung ε B und der Rissöffnungsverschiebung σ Id führt, wird durch unterschiedliche Haftvermittlergehalte in PP/GF die Bruchdehnung umgekehrt proportional zur Rissöffnungsverschiebung beeinflusst. Hier würde der in der industriellen Prüfpraxis übliche Bezug auf die Bruchdehnung zur Beschreibung des Zähigkeitsverhaltens zu falschen Schlussfolgerungen führen. Das bedeutet, dass ein Kunststoff mit einer hohen Duktilität, ausgedrückt durch die konventionelle Bruchdehnung, nicht zwangsläufig auch eine hohe Zähigkeit, d. h. einen hohen Widerstand gegen Rissausbreitung, aufweisen muss [2]. Fazit Elastomere, Schlagzähmodifikatoren Langfasern, Kurzfasern mineralische, biologische Füllstoffe Farbstoffe Nukleierungsmittel Haftvermittler Stabilisatoren Zähigkeitsverbesserung Festigkeits- und Steifigkeitserhöhung positive ökonomische Effekte Farbigkeit höhere Kristallinität, günstigere Verarbeitbarkeit Verbesserung der Wirksamkeit von Füllung und Verstärkung Verminderung unerwünschter Effekte, Alterung Tabelle 3. Möglichkeiten von Eigenschaftsänderungen durch Zusatzstoffe Der instrumentierte Kerbschlagbiegeversuch stellt im Zusammenhang mit der Anwendung bruchmechanischer Konzepte ein modernes Instrumentarium der Polymerdiagnostik dar, das, richtig genutzt, eine strukturbezogene Werkstoffaussage ermöglicht. Am Beispiel technischer PP-Werkstoffsysteme für die Automobil- und Hausgeräteindustrie konnte gezeigt werden, dass eine gezielte Eigenschaftsoptimierung diese Werkstoffgruppe für Einsatzgebiete erschließt, die bis jetzt Hochleistungspolymeren und metallischen Werkstoffen vorbehalten waren. Neben dem niedrigen Preis und der günstigen Verarbeitbarkeit spielen die vielfältigen Möglichkeiten zur Eigenschaftsänderung wie Modifizierung, Faserverstärkung und Verwendung von Hilfsstoffen eine bedeutende Rolle. Am Beispiel des Widerstands gegenüber instabiler Rissausbreitung im Vergleich zu anderen mechanischen Kennwerten wurde dargestellt, dass die Einbeziehung bruchmechanischer Kennwerte einen wesentlichen Erkenntnisgewinn mit sich bringt, der zur Werkstoffoptimierung und Eigenschaftscharakterisierung vorteilhaft genutzt werden kann. Dabei soll angemerkt werden, dass die Ermittlung von bruchmechanischen Zähigkeitskenngrößen als Widerstand gegenüber instabiler Rissausbreitung (kritischer Spannungsintensitätsfaktor, Rissöffnungsverschiebung und J-Wert) einen nachhaltigen Eingang in die industrielle Prüfpraxis gefunden hat. Demgegenüber ist die Nutzung von Zähigkeitskenngrößen als Widerstand gegenüber stabiler Risseinleitung und -ausbreitung (Rissinitiierungswert und Tearing Modul) aufgrund des experimentellen Aufwands nach wie vor auf universitäre Forschungseinrichtungen beschränkt. V Kunststoffe 5/28 93

8 MESS- UND PRÜFTECHNIK DANK Die Autoren danken den Firmen LyondellBasell Industries, Frankfurt a. M., und Borealis Polyolefine GmbH, Linz/Österreich, besonders Herrn Dr. Thomas Mecklenburg und Herrn Dr. Markus Gahleitner, für die Bereitstellung der PP-Werkstoffe und für die ergiebigen Diskussionen. LITERATUR 1 Orth, P.: PlasticsEurope Entwicklungstendenzen in der Kunststoffindustrie, Studie, Grellmann, W.: New Developments in Toughness Evaluation of Polymers and Compounds by Fracture Mechanics. In: W. Grellmann, S. Seidler (Eds.), Deformation and Fracture Behaviour of Polymers, Springer Berlin Heidelberg, 21, S MPK-Prozedur MPK-IKBV (27-1): Prüfung von Kunststoffen - Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch. Prozedur zur Ermittlung des Risswiderstandsverhaltens aus dem instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch, Langer, B.; Grellmann, W.: Bruchmechanische Werkstoffoptimierung von Polypropylen-Glasfaser-Verbunden für industrielle Anwendungen. In: H.-P. Degischer (Hrsg.), Verbundwerkstoffe, Tagungsband 1. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, Wien, 2.-. Juli 23, S Langer, B.; Grellmann, W.: Polymerdiagnostik: Der instrumentierte Kerbschlagbiegeversuch Vorteile bei modifizierten Kunststoffen. Automotive 3 (26), S Langer, B.; Bierögel, C.; Grellmann, W.; Fiebig, J.; Aumayr, G.: Material Optimization of PP-Short Glass Fiber Compounds. In: W. Grellmann, S. Seidler (Eds.), Deformation and Fracture Behaviour of Polymers, Springer Berlin Heidelberg 21, S DIE AUTOREN DR.-ING. BEATE LANGER, geb. 196, ist wissenschaftliche Mitarbeiterin der Polymer Service GmbH Merseburg, An-Institut an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, und bearbeitet u.a. das Themengebiet Anwendung der Bruchmechanik in der Werkstoffoptimierung; beate.langer@psm.uni-halle.de DR.-ING. CHRISTIAN BIERÖGEL, geb. 1953, ist wissenschaftlicher Oberassistent im Zentrum für Ingenieurwissenschaften an der Martin-Luther-Universität Halle- Wittenberg und arbeitet auf dem Gebiet Kunststoffprüfung, zerstörungsfreie Werkstoffprüfung und Qualitätssicherung PROF. DR. RER. NAT. HABIL. WOLFGANG GRELLMANN, geb. 199, ist Inhaber der Professur Werkstoffdiagnostik/Werkstoffprüfung im Zentrum für Ingenieurwissenschaften an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und Geschäftsführer der Polymer Service GmbH Merseburg, An-Institut an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg SUMMARY KUNSTSTOFFE INTERNATIONAL Targeted Assessment of Polypropylene Properties MATERIAL DIAGNOSTICS. Targeted optimization of the properties of polypropylene-based material groups opens up new application areas in the automotive and household appliances industry, which were previously the exclusive domain of high-performance plastics or metals. In particular the instrumented Charpy impact test permits structure-related conclusions for a material, which can be used to characterize its properties. NOTE: You can read the complete article in our magazine Kunststoffe international and by entering the document number PE126 on our website at 9 Carl Hanser Verlag, München Kunststoffe 5/28