Materialauswahl für Befestigungssysteme

Äußere Einflüsse wie z.B. Temperatur, Luftsauerstoff und UV-Strahlung belasten Kunststoffe, was ihre Gebrauchsfähigkeit zunächst beeinträchtigt und darauffolgend zum Versagen des Bauteils führt. Für den Einsatz im Außenbereich muss das Material entsprechend ausreichend stabilisiert sein.

Zum Zweck einer Materialauswahl für Befestigungssysteme im Außenbereich (ohne direkte UV-Einstrahlung) soll das Langzeitverhalten von drei Polyethylen-Typen („I“ bis „III“) beschrieben werden.

• Beschleunigte Alterung durch thermo-oxidative Belastung bei höheren Temperaturen im Luftsauerstoff
• Erfassung der Beständigkeit gegenüber Sauerstoff anhand der Rest-Stabilisierung über die Oxidationsinduktionszeit (OIT)
• Nachweis der Materialschädigung durch Oxidation mittels infrarotspektroskopischer Analyse
• Mechanisches Versagensverhalten über die Kennwerte Elastizitätsmodul, Streckspannung und Streckdehnung (Zugversuche)

Zwei Werkstoffe zeigen eine starke Abhängigkeit der OIT von der Lagerzeit.

Das Material „I“ zeigt durch nahezu konstante Oxidationsinduktionszeiten, eine unveränderte Struktur sowie guten mechanischen Eigenschaften eine lange Lebensdauerprognose  an, während die Typen „II“ und „III“ sich durch eine geringe Stabilisierung (sinkende OITs), gefolgt von der Materialschädigung durch Oxidation (mittels IR) und Versprödung (Zugversuch) als frühzeitig alternd erwiesen.

Durch diese einfache Kombination aus thermischen, spektroskopischen und mechanischen Untersuchungen konnte der Werkstoff qualifiziert werden.

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