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Brabender Messtechnik® 
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Anisotherme Spannungsrelaxationsprüfung zur Charakterisierung von TPE, Kunststoffen und Elastomeren

Mit dem TSSR-Meter können sowohl herkömmliche isotherme Relaxationsmessungen durchgeführt werden, als auch die Temperature Scanning Stress Relaxation, kurz TSSR, eine anisotherme Spannungsrelaxations-Messmethode (AISR-Methode). Mit Hilfe dieses Verfahrens lassen sich die mechanisch-thermischen Eigenschaften von TPE, Kunststoffen und Elastomeren charakterisieren. Das TSSR-Meter ist für die Werkstoffentwicklung und für die produktionsbegleitende Qualitätskontrolle geeignet. Bei der steigenden Bedeutung von TPE vor allem in der Automobilindustrie ein entscheidender Faktor.

tssr meter

Vorteile

  • Geringer Prüf- und Zeitaufwand (4h TSSR vs. 72h DVR)
  • Sehr gute Reproduzierbarkeit
  • Schnelle Bestimmung der Vernetzungsdichte
  • Information über Relaxationsverhalten und Struktur

Software

Die komfortable Mess- und Auswertesoftware unter Windows® ermöglicht eine automatische Versuchsdurchführung, zeichnet die Daten auf, stellt sie online als übersichtliches Farbdiagramm dar und wertet die Messdaten selbständig aus. Die Daten können zur weiteren Auswertung aus der Anwendung heraus direkt, zum Beispiel in eine Excel-Tabelle, exportiert werden.

Messablauf

Zwei unterschiedliche Messverfahren sind mit dem TSSR-Meter möglich: die herkömmliche isotherme Relaxationsmessung oder die Anwendung der TSSR-Methode. Der Ablauf der Messung mit dem TSSR-Meter erfolgt in zwei Schritten: Nach dem Einlegen des Probenstabs wird dieser um einen bestimmten Betrag (z.B. 50%) gedehnt. Während einer frei wählbaren Zeitdauer (z.B. 2h) können Kurzzeitrelaxationsprozesse bei konstanter Temperatur (z.B. 23°C) abklingen. In einem zweiten Schritt folgt die anisotherm geführte Phase. Hier wird die Probe mit konstanter, freiwählbarer Heizrate von z.B. 2 K/min bis auf die vorgegebene Temperatur (max. 300°C) erhitzt. Hierbei werden die max. Arbeitstemperatur und das Relaxationsspektrum des Prüfmaterials bestimmt. In beiden Phasen zeichnet das TSSR-Meter die Kraftverläufe auf. Diese bilden die Grundlage für die Auswertung.

TSSR-Index

Während der anisothermen Spannungsrelaxation wird der Flächeninhalt der Kurve unter der normierten Kraft (F/F0) gegenüber der Temperatur bestimmt und ins Verhältnis zum Flächeninhalt des idealisierten Elastomerwerkstoffes gesetzt. Dieses Verhältnis ist der TSSR-Index und somit ein relatives Maß für das elastomerähnliche Temperaturverhalten eines TPE oder Elastomerwerkstoffes.

Vernetzungsdichte

Aus dem Relaxationsspektrum heraus kann die Vernetzungsdichte von TPV oder auch herkömmlichen Elastomeren ohne großen Aufwand schnell und gut reproduzierbar bestimmt werden, d.h. das TSSR-Meter ist ebenfalls einsetzbar, um die Auswirkungen unterschiedlicher Vernetzungsmittelkonzentrationen auf den Vernetzungsgrad nachzuweisen.

Temperaturgrenzen

Innerhalb des Relaxationsspektrums werden 3 markante Temperaturgrenzen festgelegt. Die Werte T10, T50 und T90 geben die Temperaturen an, bei der die Kraft um 10%, 50% oder 90% bezogen auf die Anfangskraft F0 abgefallen ist. Jeder Wert steht wiederum für ein bestimmtes charakteristisches Merkmal der Probe.

Anwendungen

Das TSSR-Meter findet Anwendung in vielen Bereichen, in denen mechanisch-thermische Eigenschaften gemessen werden sollen. Der Druckverformungsrestwert kann anhand der Grenztemperatur mit Hilfe einer linearen Korrelation vorhergesagt werden. Einsatzgebiete von TPE im Vergleich zu rußgefüllten Elastomeren lassen sich somit deutlich abgrenzen. Für rußgefüllte EPDM-Mischungen können durch anisotherme Spannungsrelaxationskurven zusätzliche Informationen gewonnen werden. Diese charakterisieren die Interaktionen zwischen Ruß und Polymeren. Des Weiteren lassen sich mit dem TSSR-Meter die thermischen Einsatzgrenzen handelsüblicher TPE-Werkstoffe darstellen, und mit Relaxationsspektren verschiedene TPE-Blends charakterisieren. Über den vom TSSR-Meter ermittelten TSSR-Index können einzelne Materialien Produktgruppen zugeordnet werden.

Kooperationen

Das TSSR-Meter basiert auf einem patentierten Prüfverfahren, das an der Hochschule Osnabrück unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. Vennemann entwickelt wurde. Es besteht hier eine enge Kooperation auf den Gebieten der Weiterentwicklung und Anwendungstechnik.

 

Technische Daten

Messsystem   Elektrisch beheizte Temperierkammer, Luftkühlung
Temperaturbereich 20 - 300°C
Heizrate 0 - 4 K/min
Fahrtraverse, parallel und spielfrei
Dehnung 0 - 100%
Kraftmessdose 0 - 200 N
Isotherme Relaxationszeit 0 - 1000h
 
Prüfkörper   Normstab S2-Stab gemäß DIN 53504
entspricht Probekörper 5A gemäß EN ISO 527
 
Anschlüsse   PC via USB
Druckluft maximal 6 bar, sauber, trocken und ölfrei
Netzspannung
 
Umgebungsbedingungen   Lagerung: Temperatur -25°C bis +55°C
Betrieb: Temperatur +5°C bis +45°C
 
Heizleistung   2 x 220 W  
Betriebsspannung   1 X 230 V, 50/60 Hz, 16 A + N + PE  
Abmessungen (B x T x H)   490 * 610 * 450 mm  
Gewicht ca.   29 kg  

kay fremuth

Ihr Ansprechpartner

Kay Fremuth

Telefon +49 203-99819-0
Telefax +49 203-99819-22