PFAS-Ersatzstoff Qualifizierung

PFAS-Ersatzstoff Qualifizierung im HTV Institut für Materialanalyse

Perfluorierte und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS-Verbindungen) sind aufgrund ihrer überragenden Stabilität unter chemischen und thermischen Umgebungseinflüssen seit den 1950er Jahren in zahlreichen Anwendungen im Einsatz; von Beschichtungen, über Chemikalien zur Brandbekämpfung bis hin zu Dichtungsmaterialien und Medizinanwendungen.

Aufgrund ihrer Persistenz haben sich PFAS-Verbindungen in der Umwelt mehr und mehr angereichert und sind mittlerweile auch im Blut nahezu aller getesteten Menschen nachweisbar. Da sich diese Chemikalien nur extrem langsam abbauen werden sie auch „Ewigkeitschemikalien“ genannt. PFAS-Verbindungen stehen im Verdacht, Krebs und andere ernsthafte gesundheitliche Schäden zu verursachen, weswegen die Europäische Chemikalienagentur (ECHA: European Chemicals Agency) unter Führung von fünf EU-Mitgliedstaaten einen Antrag auf Verbot der Verwendung und Inverkehrbringung von PFAS-Verbindungen gestellt hat. Daher beginnen viele Firmen, die mit PFAS-Verbindungen arbeiten, bereits jetzt mit der Suche nach Alternativen zu PFAS-Produkten.

In unserem Klimalabor prüfen wir die Beständigkeit Ihrer Ersatzmaterialien für PFAS unter kontrollierten Bedingungen und dokumentieren die Auswirkungen der klimatischen Belastung in unserer Analytik.
Es ist uns möglich, Ihr Material auf verschiedenste Weise nach Ihren Vorgaben zu belasten, z. B. Temperaturlagerungen von -60 °C bis +250 °C, wobei unsere Klimakammern sowohl zu konstanter als auch zyklischer Temperaturbelastung fähig sind.
In unseren Schocköfen können wir schnelle Temperaturänderungen von -60 °C auf +200 °C innerhalb weniger Minuten nachstellen.
Ebenfalls kann können wir mittels einer photochemischen Belastung unter UV Licht, Alterungsvorgänge induzieren. Das zu testende Material wird unter UV-Licht (Wellenlänge von 254 nm / UV-C) für eine vordefinierte Zeit bestrahlt und die Veränderungen im Werkstoff werden analysiert.

Unsere Methoden zur Überprüfung der Klimabeständigkeit:

• statische Klimabehandlung (gleichbleibende Parameter)
• dynamische Klimabehandlung (Variation verschiedener Parameter)
• Temperaturlagerung (von -60 °C bis +250 °C)
• dynamische Hochtemperaturlagerung/Temperatur-Wechsel-Belastung
• Temperaturschock (-60 °C bis 200 °C)
• Tests bei geregelter Temperatur und Luftfeuchte (konstant oder zyklisch)
• Pressure-Cooker-Test, z. B. HAST (Highly Accelerated Stress Test)

Nach der Klimabehandlung untersucht das Institut für Materialanalyse der HTV Conservation GmbH Veränderungen im Material, um die Beständigkeit Ihrer Materialien zu dokumentieren. Materialdegradationen im Kunststoff ermitteln wir mittels Fourier-Transformations-Infrarot Spektroskopie (FTIR). Neu hinzukommende oder sich verändernde Absorptionsbanden weisen auf Veränderungen im Molekül hin. Über die Art der Veränderung im Spektrum kann auch auf den Mechanismus der Veränderung geschlossen werden.

Veränderungen im mechanischen Verhalten des Materials, durch die Klima- oder UV-Behandlung induziert, erfassen wir via instrumentierter Eindringprüfung. Diese Indentationen senkrecht zur Beschichtung können, abhängig von der Schichtdicke, eine Bewertung der Schichthaftung ermöglichen oder Änderungen in der Härte des Materials aufdecken. Durch dynamische Messungen, bei denen die Probe während der Indentation zyklisch belastet wird, erhalten wir Werte wie das Speichermodul, das Verlustmodul und die Phasenverschiebung. Über vergleichende Messungen vor und nach der Alterung dokumentieren wir die Veränderungen im Material. Auch das Kriechverhalten des Materials können wir über diese Methode erfassen und abbilden.

PFAS-Ersatzstoffe müssen vielen Anforderungen gerecht werden, da ist der Nachweis dieser Eignung ein zentraler Punkt. Das Institut für Materialanalyse der HTV Conservation GmbH mit seinen Möglichkeiten Ihr unverzichtbarer Partner in der Werkstoffprüfung, um Sie bei der Qualifizierung Ihrer Ersatzmaterialien vollumfassend zu unterstützen.
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