• Polymercharakterisierung

    Physikalische Charakterisierung von Polymerfilmen – wie man Oberflächen-, Vollmaterial- und optische Eigenschaften misst

  • Ob Ihre Polymerfilme für Verpackungen, Plastikbeutel, fotografische Filme, Substrate für flexible Solarzellen, flexible Displays, Touchpanels oder Leiterplatten verwendet werden – ihre Zusammensetzung bestimmt immer ihre Eigenschaften. Die Anforderungen, die sie erfüllen müssen, sind so vielfältig wie ihre Anwendungsbereiche. Eine gründliche Untersuchung ihrer Eigenschaften ist notwendig, um ihre Formulierung anzupassen oder einfach ihre Qualität zu überprüfen.

    Untersuchung von Dünn- und Nanofilmen (Dicke <1 µm)

    Sehr dünne (~1 µm und weniger) Polymerfilme, die oft aus mehreren Schichten bestehen, werden häufig als elektrische Isolation oder als Korrosionsschutz für elektronische Komponenten wie Leiterplatten oder Smartphone-Teile sowie als refraktive Filme auf optischen Linsen verwendet. Sie können auch als Sensoren für Feuchtigkeit oder Lithografie, antibakterielle Beschichtungen von Stents oder sogar für die Genomsequenzierung verwendet werden.

    Zur Überprüfung von Dünn- und Nanofilmen können Sie mit der Nano-Scratch-Testmethode die Adhäsion und Kratzbeständigkeit jeder einzelnen Schicht des Dünnfilms oder des Endmaterials mit einem Instrument messen.

    Neben Adhäsion und Kratzbeständigkeit ist auch die Nanostruktur von großem Interesse. Mit diesen Messungen finden Sie am meisten über Ihr Material heraus:

    • Topographiemessungen
    • Messungen von mechanischen Eigenschaften
    • Messungen von elektrischen Eigenschaften 

    Das passende Messgerät für Ihre Anwendung

    Untersuchung von Dickfilmen (Dicke >1 µm)

    Schutz- oder Dekorfilme wie Schutzlacke für Autos und Haushaltsgeräte oder Epoxidharze für Bodenbeläge müssen Beschädigungen widerstehen, die hauptsächlich durch Kratzer verursacht werden. Bei Metallen schützen Lacke das Grundmaterial vor allem vor Korrosion, aber auch vor Kratzern.

    Verwenden Sie die effizienteste und zuverlässigste Ritzprüfmethode, um die Kratzbeständigkeit der Filme zu beurteilen und herauszufinden, wie beständig gegen Beschädigungen die Beschichtung unter genau definierten Bedingungen ist. Diese Tests liefern auch Informationen über die elastische Regeneration.

    Um herauszufinden, wie sich ein Film unter bestimmten Umweltbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit oder Beanspruchung verhält, ist die dynamisch-mechanische Analyse  die richtige Wahl, um sicherzustellen, dass die Qualität des Endprodukts den Erwartungen der Benutzer entspricht.

    Bei der Entwicklung von Filmen soll die Oberflächenbeschaffenheit perfekt sein. Deshalb werden Polymerschmelzen charakterisiert und auch die Verarbeitungsprozesse entsprechend gestaltet. Eine umfassende   rheologische Charakterisierung  hilft Ihnen, all dies zu erreichen.

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    Untersuchung von Klebefilmen

    Da immer mehr Industrie- und Konsumgüter geklebt und nicht gefügt, geschweißt, gelötet, geschraubt oder geklemmt werden, haben Klebefilme großes Potenzial. Das bedeutet aber auch, dass sie einer Vielzahl von Anforderungen gerecht werden müssen:

    Festigkeit, Elastizität, Nachhaltigkeit und sogar spezielle Eigenschaften wie Leitfähigkeit oder Widerstand müssen untersucht werden. Nutzen Sie die vielfältigen Möglichkeiten der Rasterkraftmikroskopie  und analysieren Sie Ihre Klebstoffe bis in den Nanometerbereich.

    Die Analyse der Kraftkurve  verrät Ihnen alles, was Sie über Adhäsionskraft wissen möchten. Durch quantitative Messungen seiner elastischen Eigenschaften erfahren Sie noch mehr über Ihren Klebefilm.

    Klebefilme werden oft durch Beschichtung einer Grundschicht mit einer flüssigen Klebstoffschicht hergestellt, die während des Prozesses aushärtet.

    Nutzen Sie die Vorteile der rheologischen Charakterisierung  zur Bestimmung der Aushärtekinetik der Klebstoffschicht und finden Sie so den idealen Produktionsprozess.

    Damit die Klebrigkeit Ihres Klebefilms unterhalb einer bestimmten Temperatur nicht verlorengeht, verwenden Sie die  dynamisch-mechanische Analyse  zur Bestimmung des Temperaturbereichs, in dem der Film auf anderen Oberflächen haftet.

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  • Finden Sie die richtige Lösung für die Polymercharakterisierung

    Ob Dünn- und Nanofilme, Dickfilme oder Klebefilme – die Zusammensetzung bestimmt die Eigenschaften. Es ist wichtig, diese Eigenschaften gründlich zu untersuchen, damit Ihre Polymerfilme die spezifischen Anforderungen in jedem Anwendungsbereich erfüllen können. Eine gründliche Untersuchung ist auch eine Voraussetzung für Formulierungsänderungen und Qualitätskontrolle. 

    Lösung Ihre Vorteile Messgerät

    Die erzeugte Folie hat eine geringe Oberflächenqualität (wellige Oberfläche).

    Führen Sie rheologische Messungen durch, um die Viskoelastizität des verwendeten Rohmaterials zu charakterisieren und die Prozessbedingungen zu optimieren.

    Konsistente Qualität der produzierten Folien ohne jegliche Oberflächenmängel

    Die Verpackungsfolie weist in tropischen/trockenen/kalten Klimazonen erhöhte Ausfallraten auf.

    Analysieren Sie die mechanische Leistungsfähigkeit der Folie in DMA-Tests mit kontrollierter Luftfeuchtigkeit.

    Gewissheit, dass Ihr Produkt Ihre Kunden unabhängig von klimatischen Bedingungen in gutem Zustand erreicht

    Die Folie reißt während der Benutzung.

    Machen Sie einen Zugversuch, um den Wert der Dehnung und Dehnspannung beim Reißen zu bestimmen. Mit dynamisch-mechanischen Analysen können Sie die Sprödigkeit ermitteln (angegeben durch den gemessenen Dämpfungsfaktor).

    Gesteigerte Produktqualität durch eine verbesserte Materialauswahl, die die Anforderungen Ihres Endproduktes optimal erfüllt

    Nach dem Abziehen des Klebebandes verbleiben Klebereste auf der Oberfläche (unvollständig ausgehärtete Klebstoffschicht).

    Untersuchen Sie das Alterungsverhalten des Klebstoffs in Abhängigkeit von Temperatur und Zeit.

    Höhere Produktqualität durch optimierte Materialrezepturen und Verarbeitungsbedingungen

    Die Farbe zerkratzt zu leicht.

    Führen Sie genau kontrollierte Ritzprüfungen durch, um die Kratzbeständigkeit zu messen.

    Feedback zur Kratzbeständigkeit von Lacken mit neuen Formulierungen

    Die Polymerfilme und Lacke müssen sich nach Kratzerschäden regenerieren.

    Führen Sie genau definierte Ritzprüfungen durch, um die Tiefe während des Kratzens und nach der Regeneration zu messen.

    Testen verschiedener Filme und Beschichtungen und Optimierung der Formulierung, um die bestmögliche Regeneration der Farbe oder des Films nach Kratzerschäden zu erreichen

    Der Polymerfilm/die Polymerfarbe muss alterungsbeständig sein.

    Führen Sie Härtemessungen mit einem Kriechsegment durch, um die Kriecheigenschaften des Films bzw. der Farbe zu messen.

    Ranking verschiedener Filme/Farben nach ihren Kriecheigenschaften und Auswahl der besten

    Der hergestellte Film hat eine unzureichende optische Qualität, er ist flach (hohe Variation in der Dispersion).

    Führen Sie Messungen des Brechungsindex bei verschiedenen Wellenlängen durch und bestimmen Sie die Dispersion.

    Gleichbleibende Qualität der produzierten Filme. Flache Polymere können bereits bei der Entwicklung neuer Produkte aussortiert werden.

    Klebebänder müssen charakterisiert werden.

    Erstellen Sie ein 3D-Profil der Verteilung von Klebematerialien.

    Prozess- und Qualitätskontrolle der Klebebandproduktion

    Neue Klebstoffmaterialien müssen entwickelt oder charakterisiert werden.

    Führen Sie Kraftkurvenmessungen zur Analyse der quantitativen Adhäsionskraft durch.

    Schnellere Entwicklungszyklen um die Zielspezifikationen zu erreichen

    Überprüfung der realen Nanostruktur und der mechanischen Eigenschaften von Mehrschichtpolymeren für jede Schicht

    Topographiemessungen und Kraft-Abstand-Kurven mit AFM

    Informationen erhalten zur Rauigkeit und von quantitativen Werten des Elastizitätsmoduls im Sub-Nanometerbereich

    Quantifizierung des Mischungsverhältnisses verschiedener Polymere von dünnen Filmen, um das perfekte Material für die gewünschte Endanwendung zu finden

    Durchführung von Messungen im intermittierenden oder CRAI-Modus, die die Verteilung der verschiedenen Polymere zeigen, um das Mischungsverhältnis zu ermitteln

    Aufzeigen der Verteilung verschiedener Polymere im Nanometerbereich, Quantifizierung des Mischungsverhältnisses zur optimalen Materialcharakterisierung

    Ihre spezifische Fragestellung ist nicht angeführt? Anton Paar bietet Ihnen noch mehr Lösungen. Kontaktieren Sie uns für nähere Informationen. 

  • Erfahren Sie mehr über Polymercharakterisierung von führenden Branchenexperten

    Erhalten Sie einen Einblick, wie Forscher auf dem Gebiet der Polymercharakterisierung die Instrumente von Anton Paar im Rahmen ihrer täglichen Arbeit einsetzen. Lesen Sie diese Interviews und erfahren Sie, wie Instrumente von Anton Paar in der akademischen Forschung eingesetzt werden, um tiefere Einblicke in Polymere zu gewinnen und innovative Polymerprodukte zu entwickeln.

    • Analyse von Silikonbeschichtungen mit Ritzprüfung

      „Wir haben herausgefunden, dass das Ritzverhalten (Adhäsion, Kohäsion) von dünn zu dick anders war als von dick zu dünn.“

      Professor James Kohl, Universität San Diego 

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    • AFM in der Lebensmittelverpackungs-Industrie

      „AFM wurde verwendet, um das Reaggregationsphänomen von Nanopartikeln zu quantifizieren, sobald sich die Beschichtung auf der Oberfläche der Kunststofffolie gebildet hat.“

      Professor Stefano Farris, Universität Mailand

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