Wietzke, S: Terahertz-Zeitbereichspektroskopie: zerstörungsf

Dielektrizitätskonstante des Materials zugänglich, anhand derer polare und unpolare Polymere nicht nur klassifiziert wurden. Spektrale Charakteristika erlauben auch eine Aussage über Struktur-Eigenschaftsbeziehungen. Im Brennpunkt standen Bänder im Frequenzverlauf des Imaginärteils der relativen Dielektrizitätskonstanten, die als Folge von Gitterschwingungen über Ausprägung und spektrale Lage die thermisch und morphologisch induzierte Struktur der kristallinen Bereiche widerspiegeln. So lässt sich u. a. der Kristallisationsgrad unterscheiden, aber auch im Zusammenhang mit dem Brechungsindexes die thermische Vorgeschichte erschließen (z. B. physikalische Alterung). Des Weiteren gibt die Änderung des thermischen Brechungsindexgradienten Aufschluss über die kooperative Kettensegmentbewegung der Makromoleküle, die bei Temperaturerhöhung mit dem Glasübergang in der amorphen Phase eines Polymers einsetzt. Die THz-Refraktometrie liefert die Glasübergangstemperatur Tg auch dann als Schnittpunkt zweier Regressions-geraden, wenn konventionelle Methoden im Fall hoch kristalliner Polymere scheitern. Zudem ist aus diesen Messreihen eine erste Datenbank für den temperaturabhängigen THz-Brechungsindexes einiger wichtiger Polymere entstanden. Zum ersten Mal wurden des Weiteren thermo-morphologische Auswirkungen des Glasüberganges der amorphen Phase auf die Gitterschwingungen der kristallinen Phase gezeigt. Die THz-Zeitbereichspektroskopie kann folglich vor allem bei teilkristallinen Polymeren als ergänzendes Analyseverfahren dienen.Verunreinigungen, Lufteinschlüsse oder Delaminationen können die Verbindungsfestigkeit geklebter oder geschweißter Kunststoffbauteile stark herabsetzen. Die bisherigen Ansätze zerstörungsfreier Prüfung waren unbefriedigend oder wirtschaftlich nicht tragbar. Parameter des THz-Zeit- und THz-Frequenzbereiches offenbaren nach bildgebender Messung Fehlstellen wie Einschlüsse (Metall, Keramik, Sand, Luft), die sich aufgrund ihrer dielektrischen Eigenschaften kontrastreich abzeichnen. Der Pulscharakter der THz-Strahlung und die Datenauswertung im so genannten Quasi-Raum ermöglichen es zudem, Mehrschichtsysteme zu analysieren. So lassen sich Delaminationen bei geschweißten Verbindungen erkennen sowie unbekannte Klebstoffschichten charakterisieren (Dicke, dielektrische Kennwerte).Es braucht noch etwas Zeit, ehe sich die THz-Zeitbereichspektroskopie in der Polymeranalytik und der Kunststoffbauteilprüfung etabliert haben wird. Aber zahlreiche Alleinstellungs- und Ergänzungsmerkmale sowie der große Bedarf an zerstörungsfreien und berührungslosen Verfahren forcieren für bestimmte Anwendungen schon heute den Schritt, den Werkstoff der Zukunft auch mit einer neuartigen Messtechnik zu begleiten.