Einfluss von Morphologie und struktureller Anisotropie auf die thermo-mechanischen Eigenschaften spritzgegossener PP- und PA6-Werkstoffe

Das Spritzgießen thermoplastischer Werkstoffe stellt einen komplexen Prozess dar. Die Eigenschaften kristallisationsfähiger Werkstoffe werden maßgeblich durch die aus dem Spritzgießprozess resultierende Morphologie und strukturelle Anisotropie bestimmt. Trotz einer laufenden Perfektionierung des Verfahrens besteht noch Bedarf und Potenzial zur Verbesserung durch eine kontrollierte Strukturbildung unter Berücksichtigung von Kettenorientierung und Kristallisation im Zusammenspiel zwischen Prozessbedingungen und jeweiliger molekularer Charakteristik. In dieser Arbeit werden daher der Einfluss des Gegentaktspritzgießprozesses zur Erreichung einer definierten und besonders hohen molekularen Orientierung sowie eines Keimbildners auf die Morphologie, strukturelle Anisotropie und die thermo-mechanischen Eigenschaften exemplarisch an gegentaktspritzgegossenen Polypropylen- und konventionell verarbeiteten Polyamid-6-Materialien untersucht. Gegentaktspritzgegossenes Polypropylen Mittels Röntgenweitwinkelbeugung konnten im äußersten Mantelbereich der unverstärkten Materialien Kristallite der ?-Modifikation in einem signifikanten Anteil nachgewiesen werden. Die übrigen Bereiche sind durch die ?-Modifikation gekennzeichnet. Die untersuchten PP-Materialien weisen die für die ?-Modifikation typische cross-hatched-Struktur nur in einem Bereich zwischen innerer Mantel- und äußerer Kernschicht auf. Mit TEM-Untersuchungen konnten in der äußersten Mantelschicht eine Lamellenorientierung senkrecht zur Verarbeitungsrichtung dokumentiert werden. AFM-Untersuchungen zeigen im Bereich der Mantelschicht in Verarbeitungsrichtung orientierte makrofibrillare Strukturen. Die Morphologie der unverstärkten gegentaktspritzgegossenen Polypropylen-Werkstoffe wurde bisher nicht in dieser Breite charakterisiert.