Beispielergebnisse der thermischen Analyse

Die Probe wurde unter Stickstoff vermessen und die 1. Aufheizung wurde ausgewertet. Der erste endotherme Effekt bei ca. +81 °C zeigt den Glasübergang des Polymers. Nach weiterem Aufheizen ist ein exothermer Effekt mit einem Maximum bei +141 °C ersichtlich. Hierbei findet eine Nachkristallisation des Polymers statt, wodurch erkennbar ist, dass sich der Werkstoff in der amorphen Phase befindet.

Nach der Nachkristallisation zeigt sich bei ca. +250 °C ein weiterer endothermer Effekt, welcher das Aufschmelzen des Polymers charakterisiert. Durch die Bestimmung der Nachkristallisations- bzw. Schmelzenthalpie (Fläche unter der Kurve) und das Einbeziehen des Wertes eines 100% kristallinen Materials (entnommen aus der Fachliteratur) lässt sich die Kristallinität des Materials errechnen.

An der grünen Kurve sind die thermischen Kennwerte des Granulats ersichtlich. Aus dem daraus gefertigten Bauteil wurden DSC-Proben angussnah (rote Kurve) und angussfern (schwarze Kurve) entnommen. Damit die Verarbeitungseinflüsse an den DSC-Kurven ersichtlich sind, wurden jeweils die 1. Aufheizungen, bei welchen synthetische Luft als Spülmedium verwendet wurde, miteinander verglichen. Der Glasübergang bei ca. +110 °C charakterisiert die SAN-Komponente des ABS-Anteils. Bei einer Temperatur von ca. +140 °C befindet sich der Glasübergang des PC-Anteils.

An den Messkurven der Bauteil-Proben sind beim PC-Glasübergang exo- und endotherme Effekte zu erkennen, welche auf enthropieelastische Entspannungen zurückzuführen sind. Diese enthropieelastischen Entspannungen charakterisieren eingefrorene Makromolekularketten-Zustände, welche während der Verarbeitung entstehen. Beim Glasübergangsbereich haben diese Makromoleküle die Möglichkeit, infolge der Temperaturerhöhung, zu relaxieren.

Zusätzlich ist erkennbar, dass nach dem Erweichen der ABS-Komponente (Glasübergang), aufgrund der Bewegungsstarre des PC-Anteils, noch keine eingefrorenen Spannungen relaxieren können. Die Glasübergangsstufe (charakterisiert durch den CP-Wert) ist bei der Granulat-Kurve höher ausgeprägt wie bei den Bauteil-Proben. Dies zeigt, dass beim Granulat mehr Energie erforderlich ist, um die Makromoleküle in die Erweichungsphase überzuführen als bei den Bauteil-Proben. Dieser Effekt kann auf den hohen Temperaturunterschied zwischen Werkzeugtemperatur und Massetemperatur zurückgeführt werden, wodurch die Makromoleküle nicht in den energieärmsten Zustand fallen, sondern schon zu einem früheren Zeitpunkt eingefroren werden. Dadurch können diese schon bei geringerem Energieaufwand relaxieren.