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Kunststoffprüfung

So bestimmt man die Granulatfeuchte richtig

| Redakteur: Peter Königsreuther

Das Kuntstoff-Zentrum Leipzig (KUZ) bietet an, den Feuchtigkeitsgehalt von Kunststoffe aller Art zu messen. Denn diese, wie es heißt, beeinflusst auch die spätere Bauteilqualität. Die Messungen der Feuchte erfolgten im KUZ nach dem Verfahren der Karl-Fischer-Titration (KFT) mit einem „Aqua 40.00“-System von Elektrochemie Halle GmbH (ECH).
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Das Kuntstoff-Zentrum Leipzig (KUZ) bietet an, den Feuchtigkeitsgehalt von Kunststoffe aller Art zu messen. Denn diese, wie es heißt, beeinflusst auch die spätere Bauteilqualität. Die Messungen der Feuchte erfolgten im KUZ nach dem Verfahren der Karl-Fischer-Titration (KFT) mit einem „Aqua 40.00“-System von Elektrochemie Halle GmbH (ECH). (Bild: KUZ)

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Die meisten Kunststoffe sind hygroskopisch und nehmen Wasser auf. Bei nicht-hygroskopischen Kunststoffen (etwa PE und PP) lagert sich Feuchtigkeit an der Oberfläche an. Alles Störfaktoren, die richtig eingeschätzt werden müssen, um hochwertige Teile herstellen zu können.

Die Formteilqualität beim Spritzgießen und die Qualität von Halbzeugen beim Extrudieren werden wesentlich durch die Granulatfeuchte bestimmt, wie Christian Werner vom Kunststoff-Zentrum Leipzig (KUZ) erklärt. Die sogenannte Verarbeitungsfeuchte sei der maximal mögliche Feuchteanteil im Granulat, bei dem die Qualität der Formteile beziehungsweise der Halbzeuge noch gesichert sei. Wird es zu viel, entstehen die bekannten, jedoch unbeliebten Silberschlieren und Blasen. Der Restwasseranteil im Kunststoff beeinflusst laut Werner aber ebenso die Viskosität und wirkt sich somit auf die Verarbeitungsparameter aus.

Die meisten Kunststoffe sind hygroskopisch und nehmen Wasser schon als Granulatkorn auf. Bei nicht-hygroskopischen Kunststoffen (PE, PP) lagert sich Feuchtigkeit zwar nur an der Oberfläche an. Doch auch bei Letzterem bitte an die Füllstoffe denken, mahnt Werner, weil diese dennoch Feuchtigkeit aufnehmen könnten. Bei einigen Kunststoffen findet außerdem beim Aufschmelzen eine chemische Reaktion mit Wasser (Hydrolyse) statt, die zur Reduzierung des Molekulargewichtes führt (PA, PET). erklärt der KUZ-Experte.

Karl-Fischer-Titration misst nur das Wasser in der Probe

Der zulässige Wassergehalt zur Verarbeitung der Kunststoffe ist mit 0,02 bis 0,1 % sehr niedrig, heißt es weiter. Zur sicheren Einhaltung der Grenzwerte seien genaue Feuchtemessungen nach DIN EN ISO 15512 von 2017-3, Verfahren B 2, notwendig. Die Messungen der Feuchte erfolgten im KUZ nach dem Verfahren der Karl-Fischer-Titration (KFT) mit einem „Aqua 40.00“-System von Elektrochemie Halle GmbH (ECH). Um die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messung zu gewährleisten, sei das Messgerät in einer Messkammer mit definierter Atmosphäre installiert. Mit diesem Verfahren sind Restfeuchteanteile bis 0,01 % messbar, so Werner. Das Verfahren KFT sei somit ideal für die Feuchtemessung an Kunststoffen für die Extrusion und für hydrophobe Kunststoffe. Bei der KFT handelt es sich um eine sogenannte Absolutmethode, das heißt, es wird nur das Wasser, was sich in der Probe befindet, bestimmt, wie Werner erläutert.

Aber es gibt auch noch andere Methoden am KUZ

Relativmethoden, wie zum Beispiel die dielektrische Feuchtemessung, müssen laut Werner zur Sicherung der Genauigkeit in relativ kurzen Zeitabständen mittels KFT kalibriert werden. Bei der gravimetrischen Feuchtemessung würden andere flüchtige Bestandteile berücksichtigt, die Wasser vortäuschen. Auch bei barometrischen Feuchtemessungen erfolgt eine Kalibrierung mittels KFT.

Die Messung der Feuchte nach DIN EN ISO 15512 von 2017-3, Verfahren B 2, ist Bestandteil des akkreditierten Prüfleistungsangebotes des KUZ, wie Werner informiert. Für die Messung der Restfeuchte müssten zu prüfende Granulatproben (mindestens 100 g) in eine eng mit Aluminium beschichtete Folie einschweißt oder in eine „ausgeheizte“ 100-ml-Chemieflasche randvoll gefüllt und fest verschraubt werden. Dann könnten die Proben dem KUZ einfach zur Prüfung übergeben werden.

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