Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Ausstattung BioCat, Institutsteil Straubing

Wir sind Ihr Ansprechpartner für die Entwicklung nachhaltiger Syntheseprozesse und innovativer chemischer Produkte der Zukunft. Zentrale Aktivitäten umfassen die Auswahl von biobasierten Rohstoffen, die Entwicklung moderner Konversions- und Herstellungsverfahren, besonders auch unter Nutzung von katalytischen Prozessen (Chemo-, Bio- und Elektrokatalyse).

Dazu gehört ebenfalls die analytische und funktionale Bewertung der Prozesse und Produkte. Unser Ziel ist es, gemeinsam mit Partnern ressourcenschonend neue Produkte und Materialien aus biogenen Rohstoffen, Reststoffströmen und Kohlenstoffdioxid (CO2) herzustellen.

Dafür stehen am Standort Straubing des Fraunhofer IGB moderne Labore für biotechnologische und chemisch-synthetische Arbeiten sowie ein (Bio-)Polymerlabor und ein Materialverarbeitungstechnikum mit folgender Ausstattung zur Verfügung:

Synthese/Verarbeitung

  • Automatische Laborreaktoren
  • Hochdruckreaktoren
  • CO₂-Verflüssigungsanlage (ab Q4/26)
  • Rotationsbettreaktor (RBR)
  • Gefriertrocknung
  • Polymerisationsreaktoren/Hydrierreaktor
  • UV-Kammer
  • Glovebox/Anaerobenkammer
  • Öfen
  • Vakuumtrockenschrank
  • Labordestillationsanlage
  • Presse
  • Schneidmühle
  • Mini-Compounder
  • Laborkneter
  • Spritzguss
  • Extrusion
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Analytik

Strukturaufklärung

  • 400-MHz-Kernresonanzspektroskopie
  • FTIR-Spektroskopie (Transmission und ATR)

Chromatographische Methoden

  • Gaschromatographie (GC)
  • Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC)
  • Größenausschlusschromatographie/ Gelpermeationschromatographie (SEC/GPC)
  • Fast protein liquid chromatography (FPLC)

Weitere Methoden

  • Autotitrator
  • TOC Analyzer 
  • Bewertung der biologischen Abbaubarkeit von Prüfsubstanzen
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Materialcharakterisierung

Thermische Analyse

  • Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)
  • Thermogravimetrische Analyse (TGA)
  • Wärmeformbeständigkeit (HDT)
  • HDT/Vicat
  • Schmelzindexprüfgerät (MFI)

Mechanische Eigenschaften

  • Schlagzähigkeit (Pendelschlagwerk)
  • Universalprüfmaschine
  • Härteprüfung (DIN ISO 7619-1)
  • Rheologie/DMA
  • Kapillarviskosimetrie mit Ubbelohde-Viskosimeter

Weitere Methoden

  • Mikroskopie, Spektralphotometer
  • Dichtebestimmung
  • Konditionierung von Prüfkörpern
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1. Synthese/Verarbeitung

 

Automatische Laborreaktoren

Datenerfassung zur Entwicklung neuer Synthesen, Optimierung von Reaktionsverläufen sowie Ausarbeitung robuster und sicherer Prozesse.

 

Ausstattung Beschreibung
Doppelmantelreaktoren aus Glas 0,5 L – 8 L vorhanden
Bis zu 50 L aufrüstbar
Temperatur -10 °C – 200 °C
Parameterkontrolle Temperatur, pH-Wert, Rührgeschwindigkeit, Dosierung von Flüssigkeiten

Hochdruckreaktoren

Möglichkeit zur chemischen Synthese mit Beteiligung der Gasphase unter erhöhtem Druck. Folgende fest angeschlossenen Gase stehen zur Verfügung: Wasserstoff, Stickstoff, synthetische Luft, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Argon, Ethylen. Weitere Gase wie z. B. Ammoniak, Dimethylether können ebenfalls eingesetzt werden.

 

Hochdruckreaktor Beschreibung
Kleinautoklaven Volumen: 50 mL + 100 mL
Druck: bis 150 bar
Temperatur: bis 250 °C
Material: Edelstahl
Säureaufschlussautoklaven Volumen: 45 mL + 125 mL
Druck: bis 120 bar
Temperatur: bis 250 °C
Material: PTFE-Becher mit Edelstahl-Außenkörper
Profilreaktor
 Druck: bis 80 bar
Temperatur: bis 500 °C
Rohrreaktor
Kontinuierliche Messung Zusammensetzung/Temperatur des Reaktionsgemisches entlang des Katalysatorbetts
Durchflussreaktor für Niederdruck-Screening Druck: bis 5 bar
Temperatur: bis 550 °C
Rohrreaktor
Untersuchung katalytischer Prozesse für verschiedene Reaktionen in der Gas- und/oder Flüssigphase, die mit Einbringung eines festen Katalysators durchgeführt werden können.
Durchflussreaktor mit niedrigem oder hohem Druck Druck: bis 3 bar / bis 50 bar
Temperatur: bis 600 °C / bis 700 °C
Festbettreaktor
Kontinuierlicher Durchfluss zur Untersuchung von Hochdruckreaktionen in der Gas- und/oder Flüssigphase
Durchflussreaktor im Maßstab für die industrielle Produktion Volumen: 700 mL
Druck: bis 120 bar
Temperatur: bis 550 °C
Mehrzweckreaktor zur Skalierung von Power-to-X-Prozessen, entwickelt und gefertigt gemäß AD 2000, Beladung mit industriell geformten Katalysatoren als Festbett, kontinuierliche Temperaturüberwachung
Semi-Batch-Reaktor Volumen: 300 mL
Druck: bis 200 bar
Temperatur: bis 350 °C
Kontrollierte Dosierung von flüssigen Reaktanten und/oder Gasen unter hohem Druck
Batch-Reaktor Volumen: 250 mL
Druck: bis 500 bar
Temperatur: bis 350 °C
Isothermer Betrieb durch installierte Selbstkühlschlangen möglich

CO₂-Verflüssigungsanlage (ab Q4/26 verfügbar)

Tragbares Gerät zur Abscheidung von CO2 aus Punktquellen, das vor Ort und/oder außerhalb des Standorts eingesetzt werden kann.

 

Ausstattung Beschreibung
Durchsatz
 1,5 kg h⁻¹ verarbeitetes CO2
Merkmale
  • Tragbares Gerät zur Abscheidung von CO2 aus Punktquellen
  • Integrierter Absorber zur Entfernung von Schwefelwasserstoff und Feuchtigkeit bis in den ppm-Bereich
  • Pumpe als Druckerhöhungspumpe zur Druckbeaufschlagung des Systems

Rotationsbettreaktor (RBR)

Zwei Rotationsbettreaktoren für heterogene Katalyse z. B. Biokatalyse mit immobilisierten Enzymen, Enzymatische chirale Trennung von Stoffgemischen.

 

Ausstattung Anlage 1 Anlage 2
  Reaktortyp S2 Reaktortyp S3
Reaktionsvolumen 120 – 300 mL 250 – 1500 mL
Rühreinsatz Durchmesser: 45 mm
Porosität: 104 µm
Fassungsvermögen: 28 mL
Drehzahl: 300 – 1000 rpm
Material: Stainless Steel		 Durchmesser: 70 mm
Porosität: 104 µm
Fassungsvermögen: 69 mL
Drehzahl: 200 – 800 rpm
Material: Stainless Steel
Temperatur -70 °C – 230 °C
Druck Bis 0,5 bar über Atmosphärendruck
Vakuum Bis 10 mbar
Material Borosilikatglas

Gefriertrocknung

Zwei Gefriertrocknungssysteme ermöglichen die schonende Trocknung temperaturempfindlicher Materialien und gewährleisten die Herstellung stabiler, lagerfähiger Produkte bei gleichzeitigem Erhalt ihrer funktionellen Eigenschaften vom Labormaßstab bis hin zu größeren Produktchargen.

 

Ausstattung Anlage 1 Anlage 2
  Christ a 1-2 LD plus
 Zirbus VaCo5
Maßstab Labor Labor-/kleiner Technikumsmaßstab
Anwendung Forschung und Entwicklung Forschung,Prozessentwicklung und größere Laborchargen
Eiskondensatorkapazität 2,5 kg 5 kg
Eiskondensatortemperatur -50 °C -50 °C

300-mL-Polymerisationsreaktor

Autoklav zur Synthese von Polyestern und Polyamiden im Labormaßstab.

 

Ausstattung Beschreibung

Arbeitsvolumen

300 mL

Max. Temperatur

350 °C

Max. Nenndruck

200 bar

Besonderheit

mit Destillationsaufbau inkl. Vakuumanschluss

Polymerisationsreaktor/Hydrierreaktor

2-stufige Pilotanlage für Demonstrationen von Polykondensationen unter anwendungsnahen Bedingungen und zur Durchführung von Hydrierungen organischer Verbindungen.

 

Ausstattung Beschreibung
Arbeitsvolumen Zwei 1,5-L-Autoklaven mit Destillationseinheit
Überwachung und Steuerung Pilotanlage voll steuer- und regelbar
Möglichkeit der gesteuerten Gasdosierung
Temperatur Bis 350 °C
Druck Bis 200 bar

UV-Kammer

Zur Aushärtung von Polymerbeschichtungen und Klebungen im Labormaßstab.

 

Ausstattung Beschreibung

Innenmaße

20 x 20 x 20 cm

UV-Quelle

UV-LEDs, 365 nm und 395 nm, getrennt steuerbar

Besonderheit

Integrierter Radiometersensor zur Bestimmung der Bestrahlungsstärke

Glovebox/Anaerobenkammer

Möglichkeit zur anaeroben Kultivierung, Expression und Proteinreinigung.

 

Ausstattung Beschreibung
Schutzgasbefüllung mit Argon oder Stickstoff/H2 (Formiergas) Durchführung von luft- und wasserempfindlichen Reaktionen
(<1 ppm Sauerstoff und Feuchte bzw. ca. 5 ppm Sauerstoff)
Druck -15 – 15 mbar
(Über- oder Unterdruck)

Öfen

Muffel- und Kalzinieröfen mit Schutzgasfunktion und Steuereinheit.

 

Ausstattung Beschreibung
Gase N2, Luft
Temperatur Bis 1200 °C

Vakuumtrockenschrank

 

Ausstattung Beschreibung
Füllvolumen 115 L
Vakuum Bis 15 mbar
Temperatur Bis 110 °C

Labordestillationsanlage

In der einstufigen Anlage kann unter sehr niedrigen Druckbedingungen sehr produktschonend destilliert werden. Schon mit kleinen Produktmengen können erste Machbarkeitsversuche durchgeführt sowie Prozesse entwickelt werden. Zudem ist es möglich, mit etwas höherem Durchsatz, Mustermengen im Bereich von mehreren 100 Gramm herzustellen.

 

Ausstattung Beschreibung

Betrieb diskontinuierlich

Produktförderung erfolgt mithilfe des Schwerkraftprinzips

Verdampfertyp

Kurzwegverdampfer (Innenkondensator)

Verdampferoberfläche

Ca. 0,040 m²

Kondensatoroberfläche

Ca. 0,065 m²

Durchsatz

0,1 kg/h – 1,5 kg/h (produktabhängig)

Temperaturbereich Verdampfer

30 °C bis 300 °C (abhängig vom Heizmedium)

Temperaturbereich Kondensator

-20 °C bis 200 °C (abhängig vom Temperiermedium)

Werkstoffe

Dosiertropftrichter, Verdampfer, Kondensator und Kühlfalle aus Borosilikatglas 3.3

Wischersystem

SKR Block Wischersystem, Wischerblöcke aus PTFE/Graphit

Destillat- und Rückstandsaustrag, Einförderstutzen

Beheizbar

Dosiertropftrichter

Beheizbar (20 °C bis 200 °C)

Nadelventil (Dosiertropftrichter)

Produktdosierung

Vakuumsystem

< 10­-² mbar

Nadelventil (Vakuumsystem)

Druckregulierung und Belüftung

Presse

Zur Durchführung von thermischen Umformprozessen.

 

Ausstattung Beschreibung
Oberflächentemperatur Bis 300 °C
Presskraft Bis 200 kN

Schneidmühle

Die Schneidmühle dient zur Zerkleinerung von weichem bis mittelhartem, sprödem oder faserigem Probenmaterial.

 

Ausstattung Beschreibung
Schneideinsatz 3 Rotormesser mit 4 Gegenmessern aus Stahl
Siebeinsätze

0,2 mm, 0,5 mm, 1,0 mm und 1,5 mm Trapezloch
Drehzahlbereich 6000 – 22000 U/min, einstellbar in 1000er Schritten
Zeit-Funktion Zeitvorgabe/Stoppuhr
Verspröden des Probenmaterials Eine Verarbeitung von versprödetem Probenmaterial, beispielsweise mit flüssigem Stickstoff, ist möglich.
Aufgabematerial Stückgröße max. 15 mm
Durchsatzmenge

Bis 15 l/h -> Probenabhängig

Mini-Compounder

Es handelt sich um Doppelschneckenextruder zur Verarbeitung von kleinen Mengen zur Ermittlung erster materialspezifischer Kenndaten. Grafische Darstellung und Aufzeichnung der Extrusionsparameter mittels Software (Temperatur, Schmelzviskosität, Scherkräfte, Drehmoment speicherbar als Excel-Datei).

 

Ausstattung Anlage 1 Anlage 2
  Xplore MC15 Xplore MC40
Zylindervolumen 15 mL 40 mL
Temperatur Bis 400 °C
Rotationsgeschwindigkeit Bis 250 rpm
Drehmoment Max. 40 Nm
Materialeigenschaft Materialien verschleißfest, abriebresistent und chemikalienbeständig
Weitere Informationen
  • Zylinder (64 HRC, 2000 Vickers) und Schnecken (56-HRC, 1000 Vickers)
  • Bypass-Ventil als Möglichkeit der Materialrückführung oder einer kontinuierlichen Extrusion
  • Extruder mit 2 Feedern (volumetrische Dosierschnecken), Flüssigdosieroptionen,
    Wasserbad und Granulator, kontinuierliche Herstellung von Compounds mit festen
    und flüssigen Additiven
  • Musterfertigung von 2 – 5 kg am Tag

Laborkneter

Ein modularer Labormischer zur Analyse und Entwicklung von Polymer- und Kautschukmischungen ermöglicht die präzise Bestimmung materialspezifischer Eigenschaften wie Viskosität, Schmelzverhalten und Verarbeitungseigenschaften unter realitätsnahen Bedingungen.

 

Ausstattung Beschreibung
Kammervolumen (netto) 70 – 100 cm³
Temperaturbereich Bis 400 °C
Drehzahlbereich < 250 min-1
Maximales Drehmoment 160 Nm
Messsystem
 Messung von Drehmoment, Temperatur und Schmelzverhalten zur Materialcharakterisierung
Werkstoffe in der Mischkammer Korrosions- und verschleißbeständiger Stahl
Datenaufzeichnung

Grafische Darstellung und Export aller relevanten Prozessdaten (z. B. Drehmoment, Temperatur, Energieeintrag)

Spritzguss

 

System Beschreibung
MiniJet Kolbenplastifizierung
Spritzgussanlage
 Schneckenplastifizierung

Extrusion

  • Planetwalzenextruder

2. Analytik

 

2.1. Strukturaufklärung

 

400-MHz-Kernresonanzspektroskopie (NMR)

NMR-Spektroskopie

Strukturaufklärung organischer Moleküle, Endgruppenbestimmungen von Polymeren und Reaktionsverfolgung von chemischen Synthesen qualitativ und quantitativ. Mit dem neuen sensitiven Probenkopf Royalprobe HFX haben wir ein neues Maß an Flexibilität für die NMR-Analyse von fluorhaltigen Verbindungen.

 

Ausstattung Beschreibung
9,4-Tesla-Magnet

Frequenz 400 MHz
5-mm-Probenkopf

Automatisch abstimmbar im Bereich von 1H bis 19F und 31P bis 109Ag, Feldgradient bis 140 G/cm
2-Kanalspektrometer Messung sowohl von 1D als auch von 2D COSY-, HMQC-, HMBC-, NOESY-, ROESY-, TOCSY- und DOSY-Spektren, sowie moderne Korrelationsexperimente wie 13C{1H, 19F} und 31P{1H, 19F} oder NOAH-3 Experimente wie z.B. HSQC + HMBC + COSY sind möglich
Variable Temperiereinheit -100 °C – 150 °C 

FTIR-Spektroskopie (Transmission und ATR)

Strukturaufklärung organischer Moleküle und Reaktionsverfolgung von chemischen Synthesen.

 

Ausstattung Beschreibung
ATR-Einheit

Zerstörungsfreie Prüfung der Identität von Feststoffen und bekannter Substanzen
Transmissionsmessung von KBr-Presslingen

Quantitative Analysen 

 

2.2. Chromatographische Methoden

 

Gaschromatographie (GC)

Die Gaschromatographie dient sowohl zur qualitativen als auch zur quantitativen Analyse von organischen Substanzgemischen. Grundbedingung hierfür ist die zersetzungsfreie Verdampfung der einzelnen Komponenten.

 

GC-Ausstattung Beschreibung
Single-Quad-MS-Detektor (Massenspektrometrie)

Identifizierung und Bestimmung unbekannter Substanzgemische aus z. B. Lacken, Naturstoffproben, Aroma- und Geruchsstoffen
FID (Flammenionisationsdetektor)

Robuster Detektor für organische Stoffe mit zugleich sehr hoher Empfindlichkeit (Nachweisgrenze 1 ng)
WLD (Wärmeleitfähigkeitsdetektor) Universeller Detektor
Headspace Analysemethode leichtflüchtiger Substanzen
SPME (Festphasenmikroextraktion)

Analysemethode von Proben mit geringer Konzentration mittels Adsorption
Probenaufgabe-Optionen On-column, SSL (split/splitless), PTV (programmed temperature vaporizer)
SimDist Analyse von Wachsen, Fetten und Kraftstoffproben (ein komplexes Gemisch aus verzweigten, unverzweigten und cyclischen Kohlenwasserstoffen mit Kettenlängen bis zu C44) mithilfe einer als simulierte Destillation (SimDist) bekannten Methode
Mikro-GC (Online-Betrieb möglich) Schnellere Analyse von permanenten Gasen und Kohlenwasserstoffen im Bereich von C1 – C3 sowie von sauerstoffhaltigen Verbindungen wie Methanol und Dimethylether

Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC)

Die Hochdruckflüssigkeitschromatographie dient sowohl der qualitativen als auch der quantitativen Analyse von organischen Stoffgemischen in Lösung. 

 

HPLC-Ausstattung Beschreibung
DAD (Dioden-Array-Detektor)

Detektion des kompletten UV/Vis-Bereiches 
ELSD (Evaporative Light Scattering Detector)

Detektion von Substanzen durch strukturspezifische Lichtstreuung 
RID (Refractive Index Detector) Detektion über Brechungsindexänderung
MS-Detektor (Massenspektrometrie)  Identifizierung und Quantifizierung von Substanzen, MSn-Spektren 

Größenausschlusschromatographie/Gelpermeationschromatographie (SEC/GPC)

Bestimmung von Molekulargewichtsverteilungen mit Molmassen von 102 – 107 g/mol.

 

Ausstattung Beschreibung
GPC

Isokratische Pumpe, HFIP-kompatible Geräte

Druck: 200 bar
Differenzial-Refraktometer RI-Detektor

Konzentrationsdetektor für klassische GPC mittels Standard-Kalibrierung
Mehrwellenlängen UV-Vis Detektor Detektion von Strukturverteilungen in Co‑Polymeren
Mehrwinkel-Lichtstreudetektor (MALLS) SLD7100 Molmassensensitive Detektion über die Streuwinkel, geeignet ab 10 000 g/mol, u. a. von natürlichen Peptiden und Biopolymeren
Viskositätsdetektor DVD 1260

Molmassensensitive Detektion über die Viskosität, geeignet ab 5 000 g/mol

Fast protein liquid chromatography (FPLC)

Reinigung von (rekombinanten) Proteinen aus Zelllysaten.

 

Ausstattung Beschreibung
Säulen

Verschiedene Säulenmaterialien zur Proteinreinigung
UV-Detektor (UV-900)

Insbesondere zur Detektion von Proteinen
Leitfähigkeits- und pH-Detektor (P/C-900) Überwachung der Leitfähigkeit und des pH-Wertes

 

2.3. Weitere Methoden

 

Autotitrator

 

Mögliche Anwendungen BESCHREIBUNG
Anwendungen
  • Verseifungszahl nach DIN 53401
  • Verseifungszahl modifiziert für Lignin
  • Säurezahl DIN 53402
  • OH-Zahl nach DIN 53240
  • Endgruppenbestimmung für Polymere
  • Säure-Base-Titrationen
  • Karl-Fischer-Titrationen 

TOC-Analysator

Der TOC Analysator dient zur Bestimmung der Umweltparameter von TOC, NPOC, TC, TIC sowie POC in wässrigen Proben. Durch das TN-Zusatzmodul lässt sich ebenfalls der TNb bestimmen.

 

Ausstattung Beschreibung
Aufschlussmethode

Hochtemperaturverbrennung bis 950 °C
TN Detektor

Elektrochemischer „solid-state“ Detektor
Messbare Parameter TC, TIC, TOC, NPOC, NPOCplus, POC, TN
Messbereich (Nachweisgrenze)

0 – 30.000 mg/l C (4 µg/l C)

0 – 100 mg/l TNb (0,05 mg/l TNb)
Probenzufuhr

Automatische Fließinjektion mit automatischer Ansäuerung/Ausblasen der Proben, Spültechnik und Verdünnungsoption

Bewertung der biologischen Abbaubarkeit von Prüfsubstanzen

 

1. Bewertung der biologischen Abbaubarkeit nach OECD 302 B

Das Verfahren nach OECD 302 B bewertet die inhärente Abbaubarkeit von Prüfsubstanzen. Dabei wird unter aeroben Bedingungen die Elimination und Mineralisation von organischen, wasserlöslichen, nicht flüchtigen Substanzen durch Mikroorganismen aus Abwasserreinigungsanlagen untersucht. Es handelt sich hierbei um eines der meistverwendeten Verfahren zur Bewertung der biologischen Abbaubarkeit von Substanzen.

Voraussetzungen der Prüfsubstanzen:

  • Wasserlöslich zu einem Gehalt von 50 mg/L DOC (“dissolved organic carbon“; gelöster organsicher Kohlenstoff)
  • Nicht flüchtig
  • Filtrierbar (0,2 µm)

Mögliche Prüfsubstanzen:

  • Tenside (z.B. Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln)
  • Industriechemikalien (z.B. Lösungsmittel, Additive)
  • Abwasserinhaltsstoffe (z.B. aus Industrie- oder Kommunalabwässern)

 

2. Respirometer (aktuell Validierung verschiedener Testverfahren nach Norm)

Erweiterung zur OECD 302 B, um auch wasserunlösliche, feste oder flüchtige Prüfsubstanzen nach verschiedenen Normen bewerten zu können (u. a. OECD 301 B, C, F, Kompostierbarkeit).

3. Materialcharakterisierung


3.1. Thermische Analyse

 

Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)

Messung von Wärmestromänderungen, die aufgrund von temperatur- oder zeitabhängigen Veränderungen der physikalischen oder chemischen Probeneigenschaften entstehen (Phasenübergänge).

 

Ausstattung Beschreibung
Temperatur

-80 °C – 500 °C
Messgase

N2, Luft
Heizrate 0,02 – 300 K/min
Kühlrate 0,02 – 50 K/min

Thermogravimetrische Analyse (TGA)

Messung der Massenänderung einer Probe in Abhängigkeit von der Temperatur und Zeit.

 

Ausstattung Beschreibung
Temperatur

Bis 1100 °C
Heizraten

0,02 – 150 K/min
Tiegelvolumen Bis zu 900 µL
SORPTIONSEINHEIT  
Temperatur

Bis 95 °C
Rel. Luftfeuchtigkeit 100 %

HDT/Vicat

Das HDT/Vicat dient zur Bestimmung der Wärmeformbeständigkeitstemperatur, der Erweichungstemperatur sowie des Zeitstandverhaltens verschiedener Polymere.

 

Ausstattung Beschreibung
Temperatur

Bis 300 °C
Normen ISO 75 1-3, ISO 306

Messstationen
4
Ergebnisauswertung
  • Statistische Auswertung und Darstellung als Ergebnistabelle und Grafik
  • Erstellen eines Prüfprotokolls

Schmelzindexprüfgerät (MFI)

Das Gerät dient zur Charakterisierung des Fließverhaltens von Polymerschmelzen.

 

Ausstattung Beschreibung
Prüfmöglichkeiten   

Bestimmung der Schmelze-Massenfließrate (MFI) und der Schmelze-Volumenfließrate (MVI)
Normen

ISO 1133; nachrüstbar für ASTM D 1238 und ASTM D 3364
Temperaturbereich
 Bis 400 °C
Prüfgewicht 2,16 kg, 5 kg
Kapillarenverschluss Für Proben mit niedriger Schmelzviskosität
Prüfkammer Korrosions- und verschleißbeständiger Stahl
Datenaufzeichnung
  • Software für die Messwerterfassung und grafische Darstellung der Messergebnisse
  • Datenexport als CSV-Datei
  • Erstellen eines PDF-Dokuments

3.2. Mechanische Eigenschaften

 

Pendelschlagwerk

Das Pendelschlagwerk dient zur Bestimmung der Schlagzähigkeit verschiedener Polymere.

 

Ausstattung Beschreibung
Arbeitsvermögen Bis 50 J
Prüfung nach

ISO 179 (Charpy), ISO 180 (Izod)
Jeweils 3 Pendel 0,5 J, 2 J und 5 J (Charpy), 1 J, 2,75 J und 5,5 J (Izod)
Ergebnisauswertung

Statistische Auswertung und Darstellung als Ergebnistabelle und Grafik. Erstellen eines Prüfprotokolls.

Universalprüfmaschine

Für die Bestimmung der mechanischen Eigenschaften verschiedener Polymere.

 

Ausstattung Beschreibung
Prüfmöglichkeiten Zugprüfung nach ISO 527 1-3, 3-Punkt Biegeprüfung nach ISO 178
Prüfkraftbereich

Bis 20 kN
Nennkraft Kraftaufnehmer 2,5 kN
Dehnungsaufnehmer Videoextensometer (optisch)
Probenhalter Pneumatisch mit einstellbarem Schließdruck, Prüfkraft 2,5 kN
Ergebnisauswertung

Statistische Auswertung und Darstellung als Ergebnistabelle und Grafik. Erstellen eines Prüfprotokolls.

Härteprüfung (DIN ISO 7619-1)

Digitale Shore-Härteprüfer Typ A und Typ D mit Prüfstand.

 

Ausstattung Beschreibung
Typ A

Für weiche Materialien
Typ D

Für mittelharte bis harte Materialien
Auflösung 0,1
Genauigkeit ≤ 1 %

Rheologie/DMA

Anschaffung eines leistungsfähigen Kombinationsgeräts, welches sowohl scherrheologische Untersuchungen in Rotation und Oszillation als auch dynamisch-mechanische Analysen an Festkörpern in Biegung, Zug und Kompression ermöglicht.

 

Ausstattung Beschreibung
Prüfmöglichkeiten

Viskositätsmessungen, Fließkurven, Scherraten- und Schubspannungsrampen, Oszillationsmessungen, Frequenz- und Amplitudensweeps, Kriech- und Relaxationsversuche, Gelpunktbestimmung, Temperatur- und Zeitrampen
Messgrößen

Viskosität, Schubspannung, Scherrate, Speicher- und Verlustmodul (G'), Verlustmodul (G''), Phasenwinkel (δ), komplexe Viskosität, Fließgrenze
Messgeometrien Platte-Platte, Kegel-Platte
3-Punkt-Biegeversuch Dynamisch-mechanische Untersuchungen an Stäben und Halbzeugen mittels 3-Punkt-Biegeeinrichtung
Zugversuch an Folien und Fasern Bestimmung viskoelastischer Eigenschaften von Folien, Fasern und dünnen Polymerstrukturen unter Zugbelastung
Torsionsversuch Dynamisch-mechanische Charakterisierung von Proben unter Torsionsbeanspruchung
Temperierung Temperaturabhängige rheologische und viskoelastische Untersuchungen
Materialien Thermoplaste, Duromere, Elastomere, Polymerlösungen, Dispersionen, Emulsionen, Pasten, Klebstoffe, Folien, Fasern und Beschichtungen
Auswertung

Statistische Auswertung und Darstellung als Tabellen und Diagramme

Erstellung von Messberichten einschließlich rheologischer Kennwerte und viskoelastischer Materialparameter

Kapillarviskosimetrie mit Ubbelohde-Viskosimeter

Bestimmung der reduzierten, intrinsischen Viskosität von verdünnten Lösungen thermoplastischer Polymere.

 

Ausstattung Beschreibung
Prüfung nach

DIN EN ISO 307, DIN EN ISO 1628 etc.
Lösungsmittel

m-Kresol

Schwefelsäure

Ameisensäure
Viskosimeter Ubbelohde und Mikro-Ubbelohde (DIN 51562)

3.3. Weitere Methoden

 

Mikroskopie

Für Auflicht- und Durchlichtanwendungen sowie Fluoreszenzmikroskopie.

 

Ausstattung Beschreibung
Objektive
  • Faseranalysen: 5x, 10x, 20x, 50x
  • Mikrobiologie: 40x, 100x (Ölimmersion)
5-Mpx-Kamera

Hochauflösende Kamera zur optimalen Bildgebung
3-Achsen-Motorisierung des Probentisches Automatisierte Erstellung tiefenscharfer Bilder über Software möglich

Hellfeld-/Dunkelfeldpolarisation

Phasenkontrast Ph1/Ph2/Ph3

Durchlichtpolarisation mit zusätzlicher Lambda-Platte 

 Diverse Kontrast-/Polarisationseinstellungen für Auf- und Durchlichtanwendungen möglich, um Strukturen optimal darstellen zu können
Fluoreszenzmikroskopie
  • Wellenlänge Fluoreszenzlichtquelle: 360 – 665 nm
  • Verschiedene Fluoreszenzfilter (u. a. Anregungsfilter 460 – 495 nm)
  • Vergrößerung: Auflicht 50 – 500x | Durchlicht 50 – 1000x

Farbbestimmung mittels Spektralphotometer

 

Ausstattung Beschreibung

Messmethoden

a) Reflexionsmessungen an Festkörpern, Granulaten, Pulvern, Pasten unter Glanzeinschluss (SCI) oder Glanzausschluss (SCE)

b) Transmissionsmessungen an transparenten Festkörpern (z. B. Folien) und Flüssigkeiten

Wellenlängenbereich

360 – 740 nm

Normlichtarten

verschiedene, z. B. D65

Farbräume

verschiedene, z. B. CIE L*a*b*

Indizes

verschiedene, z. B. Whitness Index und Yellowness Index (ASTM E313), Gardner-Farbzahl, APHA-Hazen-Farbzahl

Dichtebestimmung von Feststoffen und Flüssigkeiten

Feststoffe: Dichtewaage nach DIN EN ISO 1183.

Flüssigkeiten: Dichtemessgerät (Biegeschwinger) zur Bestimmung nach DIN EN ISO 5725 mit Adapterheizung zur Messung von hochviskosen Proben.

 

Ausstattung Beschreibung
Bereich der Dichte

0 g/cm³ – 3 g/cm³
Temperaturbereich

0 °C – 100 °C
Probenvolumen Ca. 1 mL
Genauigkeit 0,0001 g/cm³

Konditionierung von Prüfkörpern

Konstant-Klimaschrank zur Lagerung von Prüfkörpern unter Normklimabedingungen bei 23 °C und 50 % r. F.