Forschungsprojekte
Wie alle Materialien unterliegen auch Kunststoffe dem "Zahn der Zeit". Dies zeigt sich in verschiedenen Degradationserscheinungen wie u.a. Vergilbung, Versprödung, Ausschwitzen von Weichmachern oder Materialermüdung. Um solche Erscheinungen innerhalb der geplanten Gebrauchsdauer zu vermeiden wurden verschiedene standardisierte Bewitterungsverfahren entwickelt, die die Beständigkeit eines Produktes für einen bestimmten definierten Zeitraum (Gebrauchsdauer) gewährleisten. Wie altern jedoch Produkten die in eine Museumssammlung übergegangen sind und somit weit über die Gebrauchsdauer hinaus aufbewahrt werden? Wie unterscheiden sich die natürlichen Zerfallsprozesse von den künstlich erzeugten Prozessen?
Bei der künstlichen Bewitterung werden im Gegensatz zur natürlichen Alterung die für eine Degradation verantwortlichen Einflussfaktoren (z.B. Strahlungsintensität, relative Luftfeuchte, Temperatur) verstärkt. So wird der für einen spezifischen Kunststoff typische Hauptdegradationsweg forciert und Zerfallsreaktionen die langsamer ablaufen fallen so weniger ins Gewicht. So kann beispielsweise die Verweildauer von kleineren Molekülen wie Säuren (als Degradationsprodukt) oder Weichmacher (Additiv) innerhalb eines Kunststoffes durch eine erhöhte Temperatur stark verkürzt werden und sekundäre Zerfallsprozesse ausgelöst durch solche Moleküle werden verlangsamt (Säuren als Katalysatoren für Hydrolyse) bzw. verstärkt (auswandern von Weichmachern) und das optische Erscheinungsbild einer Degradation verändert sich und eine Vergleichbarkeit ggü. natürlich gealterten Materialien wird so verunmöglicht.
Ziel der Dissertation ist, die Vergleichbarkeit zwischen künstlich gealterten Kunststoffen und natürlich gealterten Kunststoffen zu erkunden, Problemstellen aufzuzeigen und anhand natürlich gealterter Materialien eine Verbesserung und Validierung von gängig verwendeten künstlichen Alterungsverfahren zu ermöglichen. Das Wissen über die Entstehung von individuellen Schadensbildern an Museumsobjekten und daran angepasste künstliche Bewitterungsverfahren könnten eine Aussage über das Alterungsverhalten, weit über die üblichen Gebrauchsdauer-Vorhersagen hinaus, ermöglichen.
Informationen zum Projekt
Deutsches Bergbau-Museum Bochum, Forschungsbereich Materialkunde
07.2019 – 07.2022
Dissertationsvorhaben
Prof. Dr. Christian Merten, Fakultät für Chemie und Biochemie, Ruhr-Universität Bochum, Merten.Lab