Volumenschrumpfmessung

Förderprogramm der Investitionsbank Land Brandenburg

Förderprogramm:                   ILB-Kreditprogramme/Infrastruktur – Richtlinie

                                              Forschungsinfrastruktur

Maßnahme:                            Volumendilatometrischer Messplatz zur Ermittlung von

                                              Parametern bei der Härtung von Reaktivharzsystemen

Antragsnummer:                    85045415

Durchführungszeitraum:        vom                                  bis

                                             17. September 2020          30. September 2021

Messapparatur (links) und Beispiel-Diagramm für eine Volumenschrumpf-Bestimmung (rechts)

Volumendilatometrischer Messplatz zur Ermittlung von Parametern bei der Härtung von Reaktivharzsystemen

Das Grundprinzip der Volumenschrumpf-Messung beruht darauf, dass eine bekannte Menge Harz von einer bekannten Menge Quecksilber in einem bekannten Volumen einschlussfrei umschlossen wird. Bei einer Härtung/Vernetzung des zu untersuchenden Materials (thermisch oder strahlenchemisch) ändert sich die Höhe des Füllstandes in der Kapillare in Abhängigkeit vom Volumen der Harzprobe.

Durch die Messung der Temperatur und der Höhe der Quecksilbersäule kann dann durch entsprechende Berechnungen das Probenvolumen bestimmt werden. Wird das Probenvolumen auf die eingewogene Harzmenge bezogen, erhält man das „Spezifische Volumen“ der Probe. Das spezifische Volumen ist der reziproke Wert der Dichte.

Um das spezifische Volumen der Probe für verschiedene Temperaturen zu bestimmen, ist es notwendig, die Dichte und den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Messflüssigkeit zu berücksichtigen. Dies ist der Grund für die besondere Eignung von Quecksilber als Medium: Es gibt keine andere Flüssigkeit, deren physikalische Eigenschaften auch nur annähernd über einen so großen Temperaturbereich so konstant und gut charakterisiert sind.

Die Quecksilber-Füllhöhe wird in regelmäßigen Zeitabständen automatisch überwacht und zusammen mit der aktuellen Temperatur des Temperaturfühlers aufgezeichnet. Mit diesen Daten und entsprechenden Gleichungen berechnet die Auswertesoftware aus der bestimmten Quecksilber-Füllhöhe das spezifische Volumen.

In einer anschließenden Messung kann das Volumen in Abhängigkeit von der Temperatur und daraus können der Volumenausdehnungskoeffizient und die Glastemperatur ermittelt werden.

Projektleiter der Hochschule

Prof. Dr. rer. nat. Christian Dreyer

Büro: Haus 14, Raum 210
Telefon: +49 3375 508 858
Mail: christian.dreyer(at)th-wildau.de
Web: www.th-wildau.de/christian-dreyer

Ansprechpartner:

Andreas Bernaschek (akademischer Mitarbeiter)

Telefon: +49 3375 508 864
Mail: andreas.bernaschek(at)th-wildau.de