In einem eigenen chromatografischen Team erarbeitet das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF laufend neue Methoden zum molekularen Fingerprinting von Polyolefincompounds, die auch in der Routineanalytik eingesetzt werden können. Jüngster technologischer Fortschritt ist ein Chromatograf, den das Forscherteam in Zusammenarbeit mit der Firma PolymerChar entwickelt hat. Er ist mit jeweils einem neu entwickelten Infrarot (IR)- und UV-Detektor ausgerüstet und deckt damit das gesamte Spektrum der Schwingungsspektroskopie ab. Daraus ergeben sich vollkommen neue Perspektiven für die Untersuchung von Polyolefinen, Olefincopolymeren und deren Compounds.

Sicherheitsrelevante Bauteile werden zunehmend aus Kunststoffen gefertigt. Angetrieben wird diese Entwicklung – insbesondere bei Polyolefinen – durch eine große Variabilität des Eigenschaftsprofils und die preisliche Attraktivität gegenüber traditionellen Werkstoffen. Die Anwendungseigenschaften von Polyolefinen werden in hohem Maße von deren molekularem Aufbau festgelegt. Wichtige molekulare Parameter sind dabei die chemische Zusammensetzung, die mittleren Molekulargewichte und die Molekulargewichtsverteilung. Bei Copolymeren rückt zudem deren chemische Heterogenität in den Vordergrund, welche in der Routineanalytik nur schwer zugänglich ist. In der Formulierungsentwicklung sind Additive zu einem zentralen Treiber geworden. Hier liegt eine besondere Herausforderung darin, Konsistenz hinsichtlich der Art und des Gehaltes von Additiven sicherzustellen. Der Bestimmung aller genannten Parameter geht das Fraunhofer LBF in seinem chromatografischen Team nach.

Eine in der analytischen Routinepraxis weit verbreitete Methode zur molekularen Charakterisierung von Polyolefinen, wie auch anderen Polymeren, ist die Gelpermeationschromatografie (GPC). Diese ermöglicht eine Auftrennung der Probe nach Molekulargewicht. In der Regel wird nur die Konzentration der getrennten Moleküle bestimmt. Informationen zu deren Zusammensetzung werden jedoch nicht erhalten.

Um diesen Bedarf zu decken, wurde vom Fraunhofer LBF in Zusammenarbeit mit der Firma PolymerChar ein entsprechender Chromatograf entwickelt, der Betriebstemperaturen bis zu 200 Grad Celsius ermöglicht. Dieser ist mit jeweils einem neu entwickelten Infrarot (IR)- und UV-Detektor ausgerüstet, was das gesamte Spektrum der Schwingungsspektroskopie abdeckt. Damit ergeben sich vollkommen neue Perspektiven für die Untersuchung von Polyolefinen, Olefincopolymeren und deren Compounds. Beispielsweise lassen sich so Propylen-basierte Reaktorblends mit bisher nicht erreichbarer Genauigkeit untersuchen und Chargenschwankungen aufzeigen.