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Vergleich der Materialeigenschaften von Polyethylenformstoffen und der Baumusterprüfungen von Gefahrgutverpackungen in Abhängigkeit von der Vorlagerungsdauer mit 55 %-iger Salpetersäure
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Weltschev, Margit Niebergall, Ute Haufe, Manuela Heyer, Martina |
| Copyright Year | 2010 |
| Abstract | Die zum Vergleich der Polyethylenformstoffe fur eine Bauart in der DIN EN 15507: 2009 – Verpackung – Verpackungen zur Beforderung gefahrlicher Guter – Vergleichende Werkstoffprufung von Polyethylensorten ausgewahlten Materialkennwerte Schmelze-Masse-Fliesrate MFR, Dichte D, Kerbschlagzahigkeit acN bei -30 °C, Spannungsrissbestandigkeit FNCT (full notch creep test) und Bestandigkeit gegen oxidativen Abbau Ox (bestimmt durch den prozentualen Anstieg der MFR in 55 %-iger Salpetersaure) stehen in einer systematischen Beziehung mit Baumusterprufungen. So stehen die mit Prufkorpern aus gepressten Platten bestimmte Kerbschlagzahigkeit acN bei -30 °C und die Bestandigkeit gegen oxidativen Abbau der Polyethylenformstoffe in einem Zusammenhang mit den Fallprufungen der Baumuster aus diesen Formstoffen bei -18 °C, wobei die Baumuster einer 21-tagigen Vorlagerung mit der Standardflussigkeit 55 %-ige Salpetersaure bei 40 °C unterzogen werden. Untersuchungen in der Dissertation zum Thema: Vergleich der Materialkennwerte von Formstoffen aus Polyethylen hoher Dichte mit dem Baumusterverhalten von Gefahrgutverpackungen haben gezeigt, dass bei 21-tagiger Vorlagerung der Baumuster mit 55 %-iger Salpetersaure die Grenzfallhohen ansteigen, anstatt zu sinken. Zur Bestatigung und Erweiterung dieser Untersuchungsergebnisse wurden die Abhangigkeit der Grenzfallhohen in den Fallprufungen bei -18 °C, der MFR sowie der Zugeigenschaften Zugfestigkeit, Bruchdehnung und E-Modul von der Dauer der Vorlagerung mit 55 %-iger Salpetersaure bei 40 °C und 23 °C untersucht. Verpackungsbaumuster aus drei Formstoffen verschiedener Hersteller wurden mit 55 %-iger Salpetersaure 21, 42 und 84 Tage bei 40 °C sowie 6 Monate bei 23 °C vorgelagert. Die MFR und die Zugeigenschaften wurden von Kanisterwandausschnitten bestimmt. In Fallprufungen bei -18 °C wurden die Grenzfallhohen der Baumuster ermittelt. Die Werte der Kerbschlagzahigkeit bei -30 °C der Formstoffe stehen nicht im Zusammenhang mit den in den Kaltefallprufungen ermittelten Grenzfallhohen. Die Grenzfallhohen der nicht vorgelagerten Kanister aus den Formstoffen mit niedrigerer Kerbschlagzahigkeit sind hoher im Vergleich zum Formstoff mit hoherer Kerbschlagzahigkeit. Der oxidativ schadigende Einfluss der Salpetersaure wirkt sich in hoherem Mase bei dem Formstoff mit der niedrigeren Bestandigkeit gegen oxidativen Abbau in einer starkeren Reduzierung der Grenzfallhohen mit zunehmender Vorlagerungsdauer aus. Die 21-tagige Vorlagerung mit 55 %-iger Salpetersaure bei 40 °C bewirkte bei den Kanistern aus Formstoffen mit hoherer Bestandigkeit gegen oxidativen Abbau eine Erhohung der Grenzfallhohe in den Kaltefallprufungen. Mit Erhohung der Vorlagerungszeit der Kanister auf 42 und 84 Tage wurden auch die Grenzfallhohen der Kanister aus diesen Formstoffen aufgrund der mit dem langeren Zeitraum der Einwirkung verbundenen starkeren oxidativen Schadigung durch die Salpetersaure reduziert. Die Grenzfallhohe der Kanister aus dem Formstoff mit der niedrigeren Bestandigkeit gegen oxidativen Abbau wurde dagegen durch die 21-tagige Vorlagerung erniedrigt und stieg mit zunehmender Vorlagerungsdauer wieder an. Der Formstoff wurde durch die Einwirkung der Salpetersaure uber einen langeren Zeitraum elastisch. Gemas DIN EN ISO 16101 ist die oxidativ schadigende Wirkung der 55 %-igen Salpetersaure uber einen Zeitraum von 21 Tagen bei 40 °C mit der oxidativ schadigenden Wirkung der 55 %-igen Salpetersaure innerhalb von 180 Tagen (6 Monaten) bei 23 °C zu vergleichen. Der Vergleich der Grenzfallhohen der Kanister und der MFR von Wandausschnitten aus diesen Kanistern nach 21-tagiger Vorlagerung bei 40 °C und nach der sechsmonatigen Vorlagerung bei 23 °C zeigte, dass die oxidative Schadigung der Polyethylenformstoffe nach sechs Monaten Vorlagerung bei 23 °C starker im Vergleich zur 21-tagigen Vorlagerung bei 40 °C ist. Die Messergebnisse zeigten deutlich, dass die sechsmonatige Vorlagerung der Kanister bei 23 °C einen hoheren Anstieg der MFR und niedrigere Grenzfallhohen der Kanister in den Kaltefallprufungen im Vergleich zur 21-tagigen Vorlagerung der Kanister bei 40 °C bewirkte. Als Folge der Diffusion von Salpetersaure in die Polyethylenformstoffe und ihrer Reaktion mit dem Polymeren verandern sich die mechanischen Eigenschaften. Die prozentualen Werte der Abnahme bzw. Zunahme der Zugfestigkeit und der Bruchdehnung von Probekorpern aus der Seitenwand der Baumuster nach unterschiedlichen Vorlagerungszeiten stehen nur teilweise mit den Grenzfallhohen der Kanister in den Kaltefallprufungen im Zusammenhang. Bemerkenswert ist, dass beim Vergleich der Zugfestigkeit und der Bruchdehnung des Formstoffes mit einer hohen Bestandigkeit gegen oxidativen Abbau mit den Grenzfallhohen der Kanister aus diesem Formstoff diese Materialkennwerte mit zunehmender Vorlagerungsdauer ansteigen, aber die Grenzfallhohe nur nach der 21-tagigen Vorlagerung ansteigt und anschliesend mit zunehmender Vorlagerungsdauer abfallt. Zugfestigkeit und Bruchdehnung der Probekorper aus dem Formstoff mit der geringeren Bestandigkeit gegen oxidativen Abbau sinken in Analogie zu den Grenzfallhohen mit steigender Vorlagerungsdauer der Kanister mit der Saure. Der Vergleich der Werte des E-Moduls mit den Grenzfallhohen zeigte, dass bei den Kanistern aus dem Formstoff mit der niedrigeren Bestandigkeit gegen oxidativen Abbau sich E-Modul und Grenzfallhohe analog verhalten. Mit zunehmender Vorlagerungsdauer der Kanister steigen der E-Modul und die Grenzfallhohen in den Kaltefallprufungen an. Die, durch die Einwirkung der Salpetersaure, entstandenen Eigenspannungszustande sind die Ursache fur den ansteigenden E- Modul der Probekorper aus diesen Formstoffen. Bei den Probekorpern von Kanistern aus dem Formstoff mit der hoheren Bestandigkeit gegen oxidativen Abbau wurde ein markanter Abfall des E-Moduls nach 21-tagiger Vorlagerung der Kanister gemessen. Der E-Modul sinkt noch geringfugig nach der 42-tagigen Vorlagerung und steigt mit zunehmender Vorlagerungsdauer dagegen wieder an. Die Grenzfallhohen verhalten sich erwartungsgemas gegenlaufig. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://opus4.kobv.de/opus4-bam/frontdoor/deliver/index/docId/158/file/fb293_vt.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
