Projektbeschreibung:

Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, die durch den Mischprozess im Kautschukinnenmischer erreichte Verteilungsgüte von Mischungsbestandteilen zu bewerten. Hierzu wird die Methode der „Laser Induced Breakdown Spectroscopy“ (LIBS) eingesetzt. Als Marker wird der in einem Großteil der Kautschukmischungen vorliegende Vernetzungsaktivator Zink (aus ZnO) gewählt. Das Messprinzip der LIBS ist wie folgt: Ein Laserstrahl wird auf die Oberfläche einer zu untersuchenden Elastomerprobe fokussiert. Dadurch findet ein Ablationsprozess statt, bei dem ein Plasma entsteht. Das entstandene Plasma wird anschließend mit Hilfe von Spektroskopen elementspezifisch analysiert. Die verdampften Materialien streuen aufgrund der elementtypischen Energien bei stoffspezifischen Wellenlängen, sodass z.B. Zink als definierter Peak im Spektrum erkennbar wird. Durch die Berechnung des „Signal-to-Noise-Ratio“ (SNR) der Zink-Peaks sind unterschiedliche Proben miteinander vergleichbar und hinsichtlich der Homogenität der Zink-Verteilung zu untersuchen. Durch Variation der Parameter des LIBS-Systems wurde die stoffspezifische Signalintensität von Zink verbessert, um die analytische Nachweisgrenze zu optimieren. Um signifikante Unterschiede in der Verteilungsgüte des Analyten Zink „einzustellen“, wurden unter anderem Kautschukmischungen gleicher Rezeptur jedoch mit unterschiedlichen Mischprozessen angefertigt. Die Auswertung mit LIBS anhand des Markers Zink zeigt, dass es mit entsprechenden grafischen Darstellungen möglich ist, die Verteilungsgüte von Zink zu visualisieren (Abbildung).

Förderer: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V. (AiF) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Förderprogramm: Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)

Fördernummer:  18630 N

Laufzeit: 01. März 2016 bis 28. Februar 2018