TY - RPRT A1 - Weltschev, Margit A1 - Niebergall, Ute A1 - Haufe, Manuela A1 - Heyer, Martina T1 - Vergleich der Materialeigenschaften von Polyethylenformstoffen und der Baumusterprüfungen von Gefahrgutverpackungen in Abhängigkeit von der Vorlagerungsdauer mit 55 %-iger Salpetersäure N2 - Die zum Vergleich der Polyethylenformstoffe für eine Bauart in der DIN EN 15507: 2009 – Verpackung – Verpackungen zur Beförderung gefährlicher Güter – Vergleichende Werkstoffprüfung von Polyethylensorten ausgewählten Materialkennwerte Schmelze-Masse-Fließrate MFR, Dichte D, Kerbschlagzähigkeit acN bei -30 °C, Spannungsrissbeständigkeit FNCT (full notch creep test) und Beständigkeit gegen oxidativen Abbau Ox (bestimmt durch den prozentualen Anstieg der MFR in 55 %-iger Salpetersäure) stehen in einer systematischen Beziehung mit Baumusterprüfungen. So stehen die mit Prüfkörpern aus gepressten Platten bestimmte Kerbschlagzähigkeit acN bei -30 °C und die Beständigkeit gegen oxidativen Abbau der Polyethylenformstoffe in einem Zusammenhang mit den Fallprüfungen der Baumuster aus diesen Formstoffen bei -18 °C, wobei die Baumuster einer 21-tägigen Vorlagerung mit der Standardflüssigkeit 55 %-ige Salpetersäure bei 40 °C unterzogen werden. Untersuchungen in der Dissertation zum Thema: Vergleich der Materialkennwerte von Formstoffen aus Polyethylen hoher Dichte mit dem Baumusterverhalten von Gefahrgutverpackungen haben gezeigt, dass bei 21-tägiger Vorlagerung der Baumuster mit 55 %-iger Salpetersäure die Grenzfallhöhen ansteigen, anstatt zu sinken. Zur Bestätigung und Erweiterung dieser Untersuchungsergebnisse wurden die Abhängigkeit der Grenzfallhöhen in den Fallprüfungen bei -18 °C, der MFR sowie der Zugeigenschaften Zugfestigkeit, Bruchdehnung und E-Modul von der Dauer der Vorlagerung mit 55 %-iger Salpetersäure bei 40 °C und 23 °C untersucht. Verpackungsbaumuster aus drei Formstoffen verschiedener Hersteller wurden mit 55 %-iger Salpetersäure 21, 42 und 84 Tage bei 40 °C sowie 6 Monate bei 23 °C vorgelagert. Die MFR und die Zugeigenschaften wurden von Kanisterwandausschnitten bestimmt. In Fallprüfungen bei -18 °C wurden die Grenzfallhöhen der Baumuster ermittelt. Die Werte der Kerbschlagzähigkeit bei -30 °C der Formstoffe stehen nicht im Zusammenhang mit den in den Kältefallprüfungen ermittelten Grenzfallhöhen. Die Grenzfallhöhen der nicht vorgelagerten Kanister aus den Formstoffen mit niedrigerer Kerbschlagzähigkeit sind höher im Vergleich zum Formstoff mit höherer Kerbschlagzähigkeit. Der oxidativ schädigende Einfluss der Salpetersäure wirkt sich in höherem Maße bei dem Formstoff mit der niedrigeren Beständigkeit gegen oxidativen Abbau in einer stärkeren Reduzierung der Grenzfallhöhen mit zunehmender Vorlagerungsdauer aus. Die 21-tägige Vorlagerung mit 55 %-iger Salpetersäure bei 40 °C bewirkte bei den Kanistern aus Formstoffen mit höherer Beständigkeit gegen oxidativen Abbau eine Erhöhung der Grenzfallhöhe in den Kältefallprüfungen. Mit Erhöhung der Vorlagerungszeit der Kanister auf 42 und 84 Tage wurden auch die Grenzfallhöhen der Kanister aus diesen Formstoffen aufgrund der mit dem längeren Zeitraum der Einwirkung verbundenen stärkeren oxidativen Schädigung durch die Salpetersäure reduziert. Die Grenzfallhöhe der Kanister aus dem Formstoff mit der niedrigeren Beständigkeit gegen oxidativen Abbau wurde dagegen durch die 21-tägige Vorlagerung erniedrigt und stieg mit zunehmender Vorlagerungsdauer wieder an. Der Formstoff wurde durch die Einwirkung der Salpetersäure über einen längeren Zeitraum elastisch. Gemäß DIN EN ISO 16101 ist die oxidativ schädigende Wirkung der 55 %-igen Salpetersäure über einen Zeitraum von 21 Tagen bei 40 °C mit der oxidativ schädigenden Wirkung der 55 %-igen Salpetersäure innerhalb von 180 Tagen (6 Monaten) bei 23 °C zu vergleichen. Der Vergleich der Grenzfallhöhen der Kanister und der MFR von Wandausschnitten aus diesen Kanistern nach 21-tägiger Vorlagerung bei 40 °C und nach der sechsmonatigen Vorlagerung bei 23 °C zeigte, dass die oxidative Schädigung der Polyethylenformstoffe nach sechs Monaten Vorlagerung bei 23 °C stärker im Vergleich zur 21-tägigen Vorlagerung bei 40 °C ist. Die Messergebnisse zeigten deutlich, dass die sechsmonatige Vorlagerung der Kanister bei 23 °C einen höheren Anstieg der MFR und niedrigere Grenzfallhöhen der Kanister in den Kältefallprüfungen im Vergleich zur 21-tägigen Vorlagerung der Kanister bei 40 °C bewirkte. Als Folge der Diffusion von Salpetersäure in die Polyethylenformstoffe und ihrer Reaktion mit dem Polymeren verändern sich die mechanischen Eigenschaften. Die prozentualen Werte der Abnahme bzw. Zunahme der Zugfestigkeit und der Bruchdehnung von Probekörpern aus der Seitenwand der Baumuster nach unterschiedlichen Vorlagerungszeiten stehen nur teilweise mit den Grenzfallhöhen der Kanister in den Kältefallprüfungen im Zusammenhang. Bemerkenswert ist, dass beim Vergleich der Zugfestigkeit und der Bruchdehnung des Formstoffes mit einer hohen Beständigkeit gegen oxidativen Abbau mit den Grenzfallhöhen der Kanister aus diesem Formstoff diese Materialkennwerte mit zunehmender Vorlagerungsdauer ansteigen, aber die Grenzfallhöhe nur nach der 21-tägigen Vorlagerung ansteigt und anschließend mit zunehmender Vorlagerungsdauer abfällt. Zugfestigkeit und Bruchdehnung der Probekörper aus dem Formstoff mit der geringeren Beständigkeit gegen oxidativen Abbau sinken in Analogie zu den Grenzfallhöhen mit steigender Vorlagerungsdauer der Kanister mit der Säure. Der Vergleich der Werte des E-Moduls mit den Grenzfallhöhen zeigte, dass bei den Kanistern aus dem Formstoff mit der niedrigeren Beständigkeit gegen oxidativen Abbau sich E-Modul und Grenzfallhöhe analog verhalten. Mit zunehmender Vorlagerungsdauer der Kanister steigen der E-Modul und die Grenzfallhöhen in den Kältefallprüfungen an. Die, durch die Einwirkung der Salpetersäure, entstandenen Eigenspannungszustände sind die Ursache für den ansteigenden E- Modul der Probekörper aus diesen Formstoffen. Bei den Probekörpern von Kanistern aus dem Formstoff mit der höheren Beständigkeit gegen oxidativen Abbau wurde ein markanter Abfall des E-Moduls nach 21-tägiger Vorlagerung der Kanister gemessen. Der E-Modul sinkt noch geringfügig nach der 42-tägigen Vorlagerung und steigt mit zunehmender Vorlagerungsdauer dagegen wieder an. Die Grenzfallhöhen verhalten sich erwartungsgemäß gegenläufig. T3 - BAM Forschungsberichtreihe - 293 PY - 2010 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-1580 SN - 978-3-9813853-3-5 SN - 0938-5533 VL - 293 SP - 1 EP - 25 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-158 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weltschev, Margit A1 - Kohl, Anka A1 - Haufe, Manuela A1 - Heyer, Martina T1 - Compatibility of polyehtylene grades with biofuels and biodiesel-heating oil blends N2 - The aim of this work was to study the interaction between high density polyethylene (HDPE) grades as material for dangeraus goods packagings and biofuels such as E10 (fuel with 10% ethanol), E85 (fuel with 85% ethanol), biodiesei and 810 (heating oil with 10% biodiesel). Jerricans made of two polyethylene grades were filled with these fuels and exposed to temperatures of 20 oc and 40 oc for more than one year. Tensile properlies (tensile strength, breaking elongation and elasticity modulus) and Melt Flow Rate (MFR) were determined, and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) was used to evaluate changes in the chemical structure. Measurements of the MFR and tensile properlies of the polyethylene grades after exposure to E1 0, E85 and 810 showed only a slightly damaging influence. A n increase in the peak of 1585 cm·1 for the (C=C) stretching vibrations was visible in the FTIR spectra after immersion tests with E85. A n increase in the MFR with the immersion time of the grades in biodiesei was measured - in parlicular, after one year of exposure. The elasticity modulus of the polyethylene grades was reduced with the immersion time too. The FTIR spectra showed a broadening of the C=O peak of 1740 cm·1 and the appearance of the hydroxyl group at 3500 cm·1. T2 - Corrosion 2015 CY - Dallas, TX, USA DA - 15.03.2015 KW - Polyethylene grades KW - Biodiesel KW - E10 KW - E85 KW - B10 KW - Tensile properties KW - FTIR analysis KW - Compatibility KW - Biofuels KW - Change in MFR and tensile properties PY - 2015 SP - Paper No. 5536, 1 EP - 12 AN - OPUS4-32968 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weltschev, Margit A1 - Heming, Frank A1 - Haufe, Manuela A1 - Heyer, Martina T1 - Compatibility of sealing materials with biofuels and biodiesel-heating oil blends N2 - Changes in fuel composition and the introduction of alternative fuels often create problems of degradation in materials. The objective of this research is to study the interaction of the sealing materials FKM, EPDM, CR, CSM, N8R, IIR, VMQ, FVMQ and PA and biofuels such as non-aged and 2 year aged biodiesel (FAME), E1 0 (fuel with 10% ethanol, E85 (fuel with 85% ethanol} and non-aged and 1 year aged 810 (heating oil with 10% biodiesel) in comparison with premium grade fuel without ethanol. Exposure tests were performed with test specimens at 20 °C, 40 oc and 70 oc for 84 days to document the changes in mass, volume and tensile properties. The sealing materials FKM, FVMQ and PA were evaluated as resistant in E10, and FVMQ, VMQ and PA as resistant in E85 at 20 oc and 40 oc. S welling resulted from the high absorption by the elastemers CR, CSM, EPDM, IIR and N8R in comparison to their dissolution in non-aged biodiesei at 40 °C. FKM was still resistant in aged biodiesei at 40 oc but only to a limited degree at 70 °C. The sealing materials CR, CSM, EPDM, IIR and N8R were damaged to a high extent in non-aged and aged 810. Of all the sealing materials, FKM and FVMQ showed high compatibility with these biofuels up to 70 °C. T2 - Corrosion 2015 CY - Dallas, TX, USA DA - 15.03.2015 KW - Biofuels KW - Sealing materials KW - Compatibility KW - Change in tensile properties KW - Change in mass PY - 2015 SP - Paper No. 5535, 1 EP - 13 AN - OPUS4-32969 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Weltschev, Margit A1 - Heming, Frank A1 - Haufe, Manuela A1 - Heyer, Martina T1 - The influence of the age of biodiesel and heating oil with 10 % biodiesel on the resistance of sealing materials at different temperatures T1 - Der Einfluss des Alters von Biodiesel und Heizöl mit 10 % Biodiesel auf die Beständigkeit der Dichtungswerkstoffe bei verschiedenen Temperaturen N2 - The objective of this research was to determine the resistance of frequently used sealing materials such as fluorocarbon rubber (FKM), fluorosilicone rubber (FVMQ), silicone rubber (VMQ), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), chloroprene rub-ber (CR), chlorosulfonated polyethylene (CSM), butyl rubber (IIR), acrylonitrile buta-diene rubber (NBR), polyester urethane rubber (PUR) and polyamide (PA) in non-aged/aged biodiesel and heating oil with 10 % biodiesel at 20 °C, 40 °C and 70 °C. Mass, tensile properties and Shore hardness A/D (for polyamide) of the test speci-mens were determined before and after the exposure for 84/42 days in the aged and non-aged fuels of different age. Biodiesel fuels are easily oxidized and contain acids and water. The sealing materi-als: acrylonitrile butadiene rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, chlorosulfonated polyethylene and ethylene-propylene-diene rubber and were generally not resistant to biodiesel and heating oil with 10 % biodiesel. Fluorocarbon rubber, fluorosilicone rubber and polyamide were the most resistant materials in all tested fuels up to 70 °C. The degree of damage to the sealing materials increased with higher test temperatures and the age of the fuels. KW - Sealing materials KW - Biofuels KW - Tensile properties KW - Shore hardness PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1002/mawe.201700058 SN - 0933-5137 SN - 1521-4052 VL - 48 IS - 9 SP - 837 EP - 845 PB - Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.KGaA CY - Weinheim AN - OPUS4-42077 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weltschev, Margit A1 - Haufe, Manuela A1 - Heyer, Martina T1 - Compatibility evaluations of sealing materials with aged biofuels N2 - The objective of this research was to determine the resistance of frequently used sealing materials such as EPDM, FKM, FVMQ, CR, CSM, IIR, NBR, PA, PUR and VMQ in aged biodiesel and heating oil B10 with 10 % biodiesel. The mass, tensile strength, breaking elongation and Shore hardnesses of the test specimens were determined before and after exposure in non-aged, one-year, two-year, three-year and four-year aged biodiesel and B10 at 20 °C, 40 °C and 70 °C. A threshold for the reduction in tensile properties and Shore hardness is not set in the international standards. Therefore, a threshold of 15 % was set for the evaluation of the compatibility. The decrease in tensile properties and Shore hardness increased with the age and the temperature of the biodiesel and the heating oil. The age of the biodiesel was not relevant for the sealing materials CR, CSM, EPDM, IIR and NBR, which were generally not resistant to biodiesel and B10. FKM and PA showed high compatibility in non-aged and aged biodiesel. FVMQ and PA could be evaluated as resistant in non-aged and aged B10 at 20°C and 40°C, whereas FKM was resistant up to 70°C despite of the age of B10. T2 - CORROSION 2017 CY - New Orleans, LA, USA DA - 26.03.2017 KW - Sealing materials KW - Compatibility KW - Aged biodiesel KW - Aged heating oil with 10% biodiesel (B10) KW - Tensile properties KW - Shore hardness PY - 2017 SP - Paper 8847, 1 EP - 12 PB - NACE International, Publications Division CY - Houston, TX, USA AN - OPUS4-39637 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Weltschev, Margit A1 - Werner, Jan A1 - Haufe, Manuela A1 - Heyer, Martina T1 - Compatibility of high-density polyethylene grades with biofuels N2 - The aim of this work was to study the interaction between high-density polyethylene (HDPE) grades as material for dangerous goods packagings and biofuels such as E85 and biodiesel. Jerricans made of two polyethylene (PE) grades were filled with these fuels and exposed to temperatures of 20°C and 40°C for 1 year. Tensile properties (tensile strength, breaking elongation and elasticity modulus) and melt flow rate (MFR) were determined once a month, and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy was used to evaluate changes in the chemical structure. Measurements of the MFR and tensile properties of the PE grades after 1 year of exposure to E85 showed only a slightly damaging influence. An increase in the peak of 1585 cm-1 (C=C) stretching vibrations is visible in the FTIR spectra after the immersion tests with E85. Therefore, packagings made of HDPE grades are suitable for the transport of E85. An increase in the MFR with immersion time of the grades in biodiesel was measured, in particular, after 1 year of exposure. The elasticity modulus of the PE grades was reduced with immersion time. The FTIR spectra showed a broadening of the CO peak of 1740 cm-1 and the appearance of the hydroxyl group at 3500 cm-1. Both results are explained by secondary degradation products of the PE decomposition process caused by increasing unsaturated fatty acid content in the biodiesel. In light of the above mentioned, it was concluded that HDPE grades are not suitable as packaging materials for the transport of biodiesel. T2 - IAPRI 2013 - 26th Symposium on packaging CY - Espoo, Finland DA - 10.06.2013 KW - Polyethylene grades KW - Biodiesel KW - E85 KW - Tensile properties KW - FTIR analysis PY - 2013 DO - https://doi.org/10.1002/pts.2028 SN - 0894-3214 VL - 27 SP - 231 EP - 240 PB - Wiley CY - Chichester, UK AN - OPUS4-28696 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -