Alterung und Rissbildung unter Medieneinfluss bei Polycarbonat

Bestimmte Kunststoffe neigen unter Spannung und in Kontakt mit gewissen flüssigen Umgebungsmedien zu einem speziellen Rissbildungsmechanismus, der allgemein als (Medien-)Spannungsrissbildung bezeichnet wird. In den meisten Fällen handelt es sich hierbei um eine physikalische Wechselwirkung zwischen der Flüssigkeit und dem Kunststoff, die startend an vorhandenen Fehlstellen im Werkstoffgefüge zu einer beschleunigten Rissbildung führen. Auch für Polycarbonat, einem amorphen technischen Thermoplasten, beobachtet man dieses Phänomen. Hier sind es unter anderem bestimmte wässrige Läsungen, die eine Rissbildung des unter Spannung stehenden Kunststoffs initiieren. Da Polycarbonat ein polykondensatischer Kunststoff ist, kann Wasser neben physikalischen zusätzlich auch eine chemische Einwirkung auf den Rissbildungsprozess haben. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung dieser komplexen Wechselwirkung zwischen physikalischen und chemischen Effekten auf die Medien-Spannungsrissbildung unter dem Einfluss wässriger Umgebungsmedien bei Polycarbonat. Neben den klassischen Verfahren zur Untersuchung von Spannungsrissbildungsmechanismen wurden in dieser Arbeit auch neue Ansätze auf ihre Möglichkeiten hin untersucht und die bekannten Verfahren erweitert. Die Untersuchungen zeigen, dass neben physikalischen Effekten auch eine chemische Einwirkung des Wassers für die Medien-Spannungsrissbildung bei Polycarbonat verantwortlich ist. Die für die Rissausbreitung beschleunigende Wirkung konzentriert sich vermutlich auf wenige Molekülstränge in der Rissspitze, so dass sich dieser chemische Einfluss nur indirekt nachweisen lässt. Dabei finden sich neben den klassischen Erscheinungsformen der Medien-Spannungsrissbildung auch weitere Schädigungsmechanismen, die wiederum im wesentlichen durch physikalische Prozesse gesteuert werden. Die verschiedenen hierbei angewandten Prüfverfahren zeigen dabei jeweils nur Teilaspekte der komplexen Vorgänge bei Rissbildung und -wachstum unter Medieneinfluss auf.