Forschung
Der Strain Hardening Test (SHT) ermöglicht eine präzise Überprüfung der Spannungsrissbeständigkeit von Kunststoffen. - © SKZ
25.03.2024

SKZ setzt neue Maßstäbe in der Kunststoffprüfung mit innovativem Strain Hardening Test (SHT)

SKZ setzt neue Maßstäbe in der Kunststoffprüfung mit innovativem Strain Hardening Test (SHT)

Das Kunststoff-Zentrum SKZ setzt auf fortschrittliche Prüfverfahren zur Qualitätssicherung von Kunststoffen aus Polyolefinen. Der Strain Hardening Test (SHT) ermöglicht eine präzise Überprüfung der Spannungsrissbeständigkeit von Kunststoffen, insbesondere von Rohren aus PE80, PE100 und dem verbesserten PE100RC.

Die Empfindlichkeit von Polyethylen gegenüber langsamem Risswachstum, auch bekannt als "Environmental Stress Cracking" (ESC) oder "Slow Crack Growth" (SCG), ist von entscheidender Bedeutung für das Langzeitverhalten von Polymeren. Herkömmliche Testverfahren, wie der (accelerated) Full Notch Creep Test (aFNCT, FNCT), der (accelerated) Notched Pipe Test (aNPT/NPT) oder der Notched Constant Tensile Load (NCTL) Test erweisen sich aufgrund der langen Prüfzeiten als zunehmend ungeeignet für hochentwickelte polymere Rohrwerkstoffe. Die bisher dafür verwendeten Netzmittel fallen unter REACH und dürfen daher in Europa nicht mehr verkauft werden. Daher sind dringend alternative, umweltfreundliche Testverfahren zu etablieren. Für Dichtungsbahnen ist der NCTL-Test bereits seit einiger Zeit ein anerkanntes Prüfverfahren.

Deutliche Reduzierung des Prüfaufwands

Durch den SHT werden nicht nur die herkömmlichen Prüfzeiten erheblich verkürzt, sondern es ermöglicht auch eine präzise Abschätzung der SCG-Eigenschaften, da die Reproduzierbarkeit bzw. Genauigkeit besser ist. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung des Prüfaufwands und ermöglicht schnell verfügbare Messergebnisse. Der Test entspricht einem Zugversuch bei einer Temperatur von 80°C. Das Dehnverfestigungsmodul wird aus der Steigung des neo-hookeschen Werkstoffmodells zwischen einem Verstreckungsgrad von 8 bis max. 12 berechnet. Grundlage des Tests ist die Annahme, dass das Verhalten der Kunststoff-Fibrillen unter Verformung dem Verhalten des Dehnverfestigungsmoduls oberhalb des natürlichen Verstreckungsgrades bei erhöhter Temperatur entspricht.

Zwei Normen mit sehr ähnlichen Testverfahren

Für den SHT gibt zwei Normen mit zwei sehr ähnlichen Testverfahren: Zum einen ISO 18488 für Rohrwerkstoffe: Aus Granulaten werden Pressplatten hergestellt und Probekörper durch Stanzen entnommen. Zum anderen DIN EN 17096 für Dichtungsbahnen: Probekörper werden direkt aus der Dichtungsbahn ausgestanzt.

„Ein bedeutender Schritt in der Kunststoffprüfung“

Dr. Andrea Monami, Bereichsleitung Kunden- und Projektmanagement, erklärt: „Die Einführung des Strain Hardening Tests ist ein bedeutender Schritt in der Kunststoffprüfung. Diese innovative Methode ermöglicht es uns, die Spannungsrissbeständigkeit von Polyethylen-Rohren effizienter und genauer zu bewerten, was von entscheidender Bedeutung für die langfristige Zuverlässigkeit und Performance dieser Materialien ist.“

Laufende Forschungen zur Korrelation zwischen dem SHT und anderen etablierten Prüfverfahren

Das SKZ weist darauf hin, dass in den gängigen Normen und Regelwerken, wie z.B. DIN EN 1555-1 bis DIN EN 1555-4 für die Gasversorung oder DIBt-Zulassungen für LAU-Anlagen, bereits Anforderungen an den Strain Hardening Modul bestehen. Darüber hinaus gibt es laufende Forschungen zur Korrelation zwischen dem Strain Hardening Test und anderen etablierten Prüfverfahren wie FNCT, aFNCT und NCTL.

(Quelle: Pressemeldung SKZ)

Schlagworte

ADAIAMERPForschungGasKIKunststoffMESNormNormenPolymerePrüfverfahrenQualitätssicherungRegelwerkRegelwerkeStanzenTIGVerformungWerkstoffeZugversuch

Verwandte Artikel

Das Projekt „hffr-Up2Cycle“ will Unternehmen dabei zu unterstützen, sich auf zukünftige Produkt- und Rezyklat-Quoten vorzubereiten und eigene Materialkreisläufe zu etablieren.
08.03.2026

Kreislauffähige flammgeschützte Kunststoffe

Forschende des Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben das neue Verbundprojekt „Geschlossene Kreisläufe flammgeschützter Kunststoff...

Flammschutz Forschung Fraunhofer Halogenfrei Industrie Kreislauffähigkeit Kreislaufwirtschaft Kunststoff Recycling Rezyklate
Mehr erfahren
08.03.2026

New State-of-the-Art WAAM Cell

PolyWAAM is a fully automated Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) cell presented by Polycontrols for large-scale metal part production and industrial repair. The compa...

AM Components In-situ robotic machining ITSC Metal production WAAM WAAM cell Wire Arc Additive Manufacturing
Read more
07.03.2026

8. Joining Smart Technologies Konferenz

Am 20. und 21. Mai 2026 findet die achte Internationale Automobilkonferenz statt. Hauptthemen sind Nachhaltigkeit, Internationalisierung in herausfordernden Zeiten und de...

Automobilbau Automobilindustrie Fügeprozesse Fügetechnik KI Konferenz Künstliche Intelligenz Nachhaltigkeit
Mehr erfahren
06.03.2026

Frimo Innovative Technologies at JEC World 2026

Frimo Innovative Technologies, a global company in high-tech production solutions for composites and plastics, is set to unveil its latest advancements at JEC World 2026...

Aircraft Automation Automotive Award Battery Composites Electromobility Expansion Injection Molding INVAR KI Manufacturing Material Design MM4R Plastics Polyurethane Processing PUR Resin Transfer Molding Simulation Sustainability Thermoplastic composites
Read more
The eighth edition of Joining Smart Technologies will take place on May 20 and 21, 2026. Key topics are set to include sustainability, challenges currently facing international companies, and the impact that new technologies such as AI are having on joining technology.
06.03.2026

Sustainability and New Technologies in Joining

On May 20 and 21, 2026, the Fronius site in Sattledt, Austria, will be the centre of the action for experts in joining technology working in the automotive industry.

AI Auto Body Construction Automotive Joining Joining Technology Robotics Robots Sustainability Welding
Read more