Untersuchung des Versagensmechanismus einer plasmapolymeren Werkzeugbeschichtung zur trennmittelfreien Polyurethan-Entformung

Bei der Entformung von Polyurethan-Bauteilen ist der Einsatz von Trennmitteln zumeist notwendig, um eine zerstörungsfreie Entformung des adhäsiven Polymers zu gewährleisten. Dies beeinträchtigt die Wirtschaftlichkeit des Produktionsprozesses erheblich. Eine am Fraunhofer IFAM, Bremen, entwickelte plasmapolymere Werkzeugbeschichtung zeugt sehr gute dehäsive Eigenschaften. Bei Verwendung mit den meisten PUR-Systemen ist die Standzeit der Beschichtung jedoch so gering, dass eine wirtschaftlicher Einsatz nur in Ausnahmefällen möglich ist. Zur Analyse des Versagensmechanismus, der bei der Verarbeitung reaktiver PUR-Systeme zu einem irreversiblen Nachlassen der dehäsiven Schichtwirkung führt, werden Vergussversuche durchgeführt. Eine Sensorik erlaubt es, über Messung der Entformungskräfte die Beeinträchtigung der Entformungsschicht zu quantifizieren. Gleichzeitig werden Proben der Beschichtung entnommen, um Veränderungen im Verlauf der Versuche nachzuweisen. Bereits nach der ersten Entformung werden Bestandteile des PUR-Materials als nanoskalige Kontamination auf die Entformunsgschicht übertragen und verringern deren dehäsive Eigenschaften. Weiterhin haben insbesondere die zur PUR-Reaktion benötigte Isocyanate einen erheblichen Einfluss auf die Adhäsion des Polymers. Diese Erkenntnisse leisten einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Wechselwirkung zwischen Polymer und Beschichtung und ermöglichen eine gezielte Optimierung bestehender Schichtsysteme sowie die Entwicklung trennfreundlicher Material-Systeme zur trennmittelfreien Produktion von PUR-Bauteilen.