Anwendung der Oberflächen-NMR bei der Untersuchung des Bruchverhaltens von Elastomeren und bei der Untersuchung der Vorgänge im Einschneckenplastifizierextruder

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Teilprojekt A1 (Haberstroh): Bei der Herstellung von Elastomerbauteilen können derzeit keine Aussagen hinsichtlich der Vernetzungsgradverteilung im fertigen Formteil gemacht werden. Es existieren zu diesem Zweck keine Verfahren zur zerstörungsfreien Erfassung des Zustands des Molekülnetzwerks. Mit Hilfe kleiner, transportabler NMR-Oberflächensonden wird die Möglichkeit gegeben, die Höhe und räumliche Verteilung des Vernetzungsgrades im Formteil experimentell zu bestimmen. Dieses ist bislang nur auf der Basis von numerischen Berechnungen möglich. Mit Hilfe der gemessenen Daten können diese Berechnungsergebnisse überprüft und die zugrunde liegenden Berechnungsmethoden ggf. weiterentwickelt werden. Weiterhin kann durch die Messungen lokaler Werkstoffbeanspruchungen mit Hilfe der NMR die Güte von FEM-Berechnungen zur Formteilauslegung besser beurteilt werden. Dieses erlaubt eine fundiertere Auswahl von Materialmodellen zur geeigneten numerischen Beschreibung des mechanischen Werkstoffverhaltens der Elastomere. Hierdurch wird eine größere Sicherheit bei der Dimensionierung und Optimierung von Elastomerformteilen erreicht. In dem Forschungsprojekt werden dazu je nach Entwicklungsstand der NMR-Sonden zuerst einfache Prüfkörper, dann Elastomerformteile mit einer begrenzten Wanddicke und schließlich elastomere Bauteile mit größerem Querschnitt betrachtet.