Analyse von Schweißverbindungen mittels neuartiger nanoskaliger IR-Spektroskopie

Das Schweißen ist eine gängige Fügemethode in der Kunststoffverarbeitung, bei der die Makromoleküle der Fügepartner über die Grenzfläche hinweg einen Stoffschluss bilden. Es existieren verschiedene Modelle, welche die Wirkmechanismen in einer Schweißnaht zu erklären versuchen. Die Diffusionstheorie und darauf basierende Modelle konnten jedoch noch nicht bewiesen werden, da Polymerketten nicht direkt beobachtet werden können. Für amorphe Thermoplasten sind Analysemethoden aufgrund ihrer fehlenden Fernordnung stark eingeschränkt. Mittels Heizelementschweißens wurden Verbindungen aus PMMA und PC hergestellt und mit einer neuartigen Untersuchungsmethode, der Rasterkraftmikroskop gekoppelt mit IR-Spektroskopie (AFM-IR), analysiert. Diese Methode ermöglichte die Identifizierung der Schweißnaht sowie der ineinander eingedrungenen Polymere. Der Übergangsbereich der Schweißnaht wies eine Breite von etwa 50 nm auf und deutet auf eine Diffusion und Durchmischung der beiden Polymere hin, was somit auch chemisch nachgewiesen werden konnte.