28.03.2019

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA)

Nachweis von Additiven in olefinischen Kunststoffen mit GC/MS

Markus Keuerleber, Katharina Weber, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA)



Bei der Herstellung von Spritzgussteilen, beispielsweise Stoßfängern, aus polyolefinischen Kunststoffen wie Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) werden bestimmte Additive (u.a. Formtrennmittel, Fließhilfen, Stabilisatoren) zugesetzt, um den Spritzgießprozess zu verbessern und eine möglichst lange Einsatzzeit zu gewährleisten.

Der Nachweis solcher Additive stellt in der Praxis oft eine Herausforderung dar, da diese Zusätze nur in sehr geringen Mengen in der Polymermatrix vorhanden und mehr oder weniger gleichmäßig in ihr verteilt sind.

Einige dieser Additive werden kritisch betrachtet, wenn es um eine nachfolgende Lackierung oder Verklebung solcher Bauteile aus PP geht. Mit nachfolgendem Analysenverfahren ist es gelungen, einige der Additive mit vertretbarem Aufwand mit Hilfe eines Gaschromatographen nachzuweisen.

Mit infrarotspektroskopischen Untersuchungen der Bauteiloberfläche sind durchaus Indizien auf bestimmte Arten von Additiven aus der Stoffgruppe der Fettsäureamide zu erhalten. Eine genauere Bestimmung der Kettenlänge des Fettsäureamids ist so jedoch nicht möglich. Weitere vorhandene Additive sind auf diese Weise i.d.R. gar nicht erfassbar. Mit einem Extraktionsversuch können je nach Lösemittel die Additive herausgelöst bzw. von der Oberfläche abgelöst und die erhaltenen Rückstände spektroskopiert werden.

Im erhaltenen Gesamtspektrum erkennt man bestenfalls wieder die Stoffklassen Fettsäureamid, ggf. Hinweise auf Esterverbindungen oder phenolische Gruppen, die Antioxidantien zuzuordnen sein könnten. Eine exakte Identifizierung der einzelnen Komponenten anhand des überlagerten Fingerprints bleibt jedoch eine Herausforderung.

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