TY - CONF A1 - Trubiroha, P. A1 - Geburtig, Anja A1 - Wachtendorf, Volker T1 - Natural versus artificial weathering of polymers – main differences in climatic conditions N2 - Different climatic conditions and weather variables during natural and artificial exposure of polymers may be reasons for an unsatisfying correlation between the ageing results. Here the main differences are discussed for: - Global solar radiation In weathering devices there is a constant spectral irradiance which is 5 times higher than the averaged spectral irradiance outdoors, which is strongly varying in its diurnal course. Intensified weathering using Fresnel reflectors concentrates only the direct solar radiation with a relatively low UV proportion. Problems of reciprocity may arise from the different mean of irradiance levels. - Temperatures at specimen surfaces. Because of the high irradiance levels mentioned above, artificial exposures may lead to high surface temperatures and large temperature differences between differently coloured specimen surfaces, if the artificial radiation source emits much VIS- and IR-radiation. Outdoors the surface temperature and temperature differences of exposed specimens are influenced by considerably lower irradiance levels and additionally by an effective radiation loss in the night. - Relative humidity at specimen surfaces In weathering devices the relative humidity at specimen surfaces is very low if it is uncontrolled. If controlled by ultrasonic humidifiers or spray nozzles, the additional exposure to water droplets is quite likely. - Wetness on specimen surfaces All usual spray programs prescribed in weathering standards recommend frequently changing of short spray/dry periods and result in total times of wetness (TOW) of the exposed specimen surfaces which is only about 30 % of the outdoor TOW. - Acidic precipitation and bio films Acidic precipitation and bio films are usual outdoor conditions which are only considered in special weathering tests. T2 - 8th European Weathering Symposium CY - Vienna, Austria DA - 20.09.2017 KW - Artificial weathering KW - Natural weathering KW - Weathering parameters PY - 2017 SN - 978-3-9818507-1-0 VL - 18 SP - 63 EP - 75 CY - Karlsruhe AN - OPUS4-42127 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Kalbe, Ute A1 - Krüger, O. A1 - Bandow, Nicole ED - Brown, R. ED - Gedde, U.W. ED - Hedenqvist, M.S. T1 - Influence of weathering on the leaching behaviour of zinc and PAH from synthetic sports surfaces N2 - Synthetic materials used for outdoor sports grounds consist of a mix of inorganic, organic and polymeric compounds that show ageing due to weathering and a complex leaching behaviour by percolation of rainwater, which can limit its lifetime. Additionally, weathering exposure induces degradation processes in the polymers, which leads to the formation of new surfaces allowing water to access additional reservoirs of leachable compounds. A laboratory test comprising artificial weathering, ozonisation and subsequent leaching was developed to investigate this behaviour in a reproducible and controllable way. The experiments showed a general decline of Zn, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and total organic carbon (TOC) concentrations after an initial increase. Within this general trend, the course of concentration over exposure duration is very specific for individual sample materials and the analyte under investigation. The results indicate that weathering and degradation behaviour cannot be predicted from initial material conditions. Thus, weathering experiments are recommended to fill this gap of knowledge. KW - Athletic tracks KW - Artificial turf KW - Ageing KW - Artificial weathering KW - Polymer degradation KW - Rubber granules KW - Leaching KW - Contamination PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2017.09.021 SN - 0142-9418 SN - 1873-2348 VL - 63 IS - October SP - 621 EP - 631 PB - Elsevier Ltd. CY - Amsterdam, The Netherlands AN - OPUS4-42205 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Barnefske, Lena A1 - Wachtendorf, Volker T1 - Self-healing silicone rubber for fluorescent partial discharge POF sensors in high-voltage cable accessories N2 - To avoid a catastrophic failure of insulation in high-voltage (HV) applications, a monitoring of partial discharges (PDs) is necessary. Fluorescently labelled polymer optical fibers (F-POF) offer an electrically passive method for PD detection in HV facilities. F-POFs could be embedded in HV cable accessories, which are usually made of silicone rubber. Herein they detect the light emitted by the PD and convert it into an electrical signal that can be monitored. Due to the difficult accessibility of HV cable accessories, a self-healing silicone rubber with prolonged service life after PD detection represents an attractive material design for HV accessories. With this contribution, we would like to present and discuss the possibilities of combining self-healing materials with POF-based sensors for PD detection in HV applications. T2 - 26th International Conference on Plastic Optical Fibres CY - Aveiro, Portugal DA - 13.09.2017 KW - Fluorescent polymer optical fibres KW - Partial discharge detection KW - High voltage cable accessories KW - Self-healing KW - Silicone rubber PY - 2017 SN - 978-989-97345-2-4 SP - paper 16, 1 EP - 5 AN - OPUS4-42510 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Geburtig, Anja A1 - Schulz, Ulrich A1 - Trubiroha, Peter T1 - „Test Tailoring“ eines künstlichen Bewitterungstests am Beispiel der Entwicklung des „Acid Dew and Fog“ Testes N2 - Häufig ist es wünschenswert, für neue Materialien oder Anwendungen künstliche Bewitterungsverfahren zu benutzen, die auf die spezifischen Anforderungen besser zugeschnitten sind, als es bei bestehenden standardisierten Verfahren der Fall ist. Nachdem man die spezifischen Parameter der Beanspruchung unter Anwendungsbedingungen und die spezifische Empfindlichkeit des Materials erfasst hat, beginnt ein Prozess, der als „Test Tailoring“ häufig abstrakt verwendet, auf den aber nur selten näher eingegangen wird. Genau dieser Prozess soll hier am Beispiel der Entwicklung eines künstlichen Bewitterungstests unter saurer Beaufschlagung, dem in der BAM entwickelten Acid Dew and Fog Test, beispielhaft erläutert werden. T2 - 47. Jahrestagung der Gesellschaft für Umweltsimulation (GUS) 2018 CY - Pfinztal (Berghausen), Germany DA - 21.03.2018 KW - Test Tailoring KW - Bewitterung KW - Acid Dew and Fog KW - Umweltsimulation PY - 2018 AN - OPUS4-46542 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Barthel, Anne-Kathrin A1 - Geburtig, Anja A1 - Trubiroha, P. ED - Reichert, T. T1 - Low-Temperature Irradiation Experiments for PE, PA, and PC Matrices N2 - In this paper, we demonstrate the effects of radiation exposures of polymeric materials with UV-A 340 nm lamps (ISO 4892-3, Type 1A) at -10 °C in comparison to an irradiation at +50 °C using a Global UV Test 200 fluorescent lamp device from Weiss Umwelttechnik GmbH, which incorporates an active cooling appliance. While the effects at -10 °C actually are lower than at + 50°C their extent was clearly beyond expectations. T2 - 8th European Weathering Symposium CY - Vienna, Austria DA - 20.09.2017 KW - Artificial weathering KW - Irradiation KW - Low-temperature KW - Photo-oxidation KW - Polyamide KW - Polycarbonate KW - Polyethylene PY - 2017 SN - 978-3-9818507-1-0 VL - 18 SP - Paper 22, 319 EP - 329 PB - Thomas Würtz Grafik Design CY - Karlsruhe AN - OPUS4-42130 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Geburtig, Anja A1 - Trubiroha, P. ED - Ziegahn, K.-F. T1 - Messung der effektiven UV-Bestrahlung bei der Bewitterung von Polymeren N2 - Bei der Bestrahlung und Bewitterung von polymeren Werkstoffen wird die Degradation durch eine Absorption von Strahlung initiiert und meistens durch weitere Klimagrößen, wie z.B. Wärme, Feuchte und atmosphärische Gase beeinflusst. Die Messung einer effektiven Bestrahlungsstärke und ihre zeitliche Integration sind deshalb von großer Bedeutung und zwar sowohl für die Kontrolle der Funktion des Bewitterungs- oder Bestrahlungsgerätes als auch als zusätzliche Angabe der wirkenden Beanspruchung. Photochemische Prozesse werden beim Sehen oder allgemeiner bei Farbstoffen schon durch sichtbare (VIS) Strahlung, dagegen bei der Erythembildung der Haut und der Photodegradation von Polymeren erst durch die energiereicheren Photonen der ultravioletten (UV) Strahlung initiiert. Die spektrale Empfindlichkeit des Auges und die Erythembildung sind im VIS- bzw. UV-Bereich sehr stark wellenlängenabhängig, was durch die Angabe der mit der spektralen Hellempfindlichkeit V(λ) des Auges bewerteten VIS-Strahlung in Lux (lx) bzw. die mit der Erythem-Wirkfunktion Serythem bewertete UV Strahlung als dimensionsloser UV-Index berücksichtigt wird. Spektrale Empfindlichkeiten. Die Photodegradation von Polymeren ist im UV-Bereich ebenfalls stark wellenlängenabhängig, was bisher bei der radiometrischen UV-Messung nicht berücksichtigt wurde. Seit Mitte der 70er Jahre, als die lx- bzw lxh- Messung bei der Strahlungsbeanspruchung langsam durch die Ermittlung der radiometrischen UV-Bestrahlungsstärke bzw. der UV-Bestrahlung im gesamten UV-Bereich abgelöst wurde, gab es hier bei der Bewitterungsprüfung keine weiteren Fortschritte auf dem Gebiet der Charakterisierung der Strahlungsbeanspruchung im UV-Bereich. Seit Jahren liegen zahlreiche Ergebnisse über die spektrale Empfindlichkeit von Photo-degradationsprozessen vor, die zeigen, dass die spektrale Empfindlichkeit im Bereich der Globalstrahlung an der kurzwelligen Grenze bei ca. 300 nm, am größten ist und im langwelligen UV-Bereich bei ca. 400 nm gegen Null geht. Die Messungen der radiometrischen Größen UV-Gesamtbestrahlungsstärke und UV-Gesamtbestrahlung erfasst deshalb über weite Wellenlängenbereiche Strahlungsanteile, die für die Photodegradation bedeutungslos sind und mittelt über potenziell bedeutsame Änderungen im kurzwelligen UV-Bereich hinweg. Es wird das Konzept eines neuen UV-Radiometers vorgestellt, dessen spektrale Empfindlichkeit einer mittleren spektralen Empfindlichkeit der Photodegradation von Polymeren entspricht. Die effektive UV-Bestrahlungsstärke und UV-Bestrahlung kann dadurch wesentlich genauer erfasst werden. T2 - 48. Jahrestagung der GUS 2019 CY - Stutensee, Germany DA - 27.03.2019 KW - UV-Bestrahlungsstärke PY - 2019 SN - 978-3-9818507-3-4 SP - 89 EP - 100 AN - OPUS4-47896 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Milks, A. A1 - Lehmann, J. A1 - Leder, D. A1 - Sietz, M. A1 - Koddenberg, T. A1 - Böhner, U. A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Terberger, T. T1 - A double-pointed wooden throwing stick from Schöningen, Germany: Results and new insights from a multianalytical study N2 - The site of Schöningen (Germany), dated to ca. 300,000 years ago, yielded the earliest large-scale record of humanly-made wooden tools. These include wooden spears and shorter double-pointed sticks, discovered in association with herbivores that were hunted and butchered along a lakeshore. Wooden tools have not been systematically analysed to the same standard as other Palaeolithic technologies, such as lithic or bone tools. Our multianalytical study includes micro-CT scanning, 3-dimensional microscopy, and Fourier transform infrared spectroscopy, supporting a systematic technological and taphonomic analysis, thus setting a new standard for wooden tool analysis. In illustrating the biography of one of Schöningen’s double-pointed sticks, we demonstrate new human behaviours for this time period, including sophisticated woodworking techniques. The hominins selected a spruce branch which they then debarked and shaped into an aerodynamic and ergonomic tool. They likely seasoned the wood to avoid cracking and warping. After a long period of use, it was probably lost while hunting, and was then rapidly buried in mud. Taphonomic alterations include damage from trampling, fungal attack, root damage and compression. Through our detailed analysis we show that Middle Pleistocene humans had a rich awareness of raw material properties, and possessed sophisticated woodworking skills. Alongside new detailed morphometrics of the object, an ethnographic review supports a primary function as a throwing stick for hunting, indicating potential hunting strategies and social contexts including for communal hunts involving children. The Schöningen throwing sticks may have been used to strategically disadvantage larger ungulates, potentially from distances of up to 30 metres. They also demonstrate that the hominins were technologically capable of capturing smaller fast prey and avian fauna, a behaviour evidenced at contemporaneous Middle Pleistocene archaeological sites. KW - FTIR KW - Stone Age KW - Middle Pleistocene KW - Throwing-stick KW - Wood KW - Micro-CT scanning KW - 3-dimensional microscopy PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-580012 DO - https://doi.org/10.1371/journal.pone.0287719 SN - 1932-6203 VL - 18 IS - 7 SP - 1 EP - 32 PB - PLOS CY - San Francisco, California, US AN - OPUS4-58001 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Geburtig, Anja T1 - Digitale Umweltsimulation am Beispiel der Photooxidation von Polymeren N2 - Die Umweltwirkungen auf ein Material werden als Überlapp der Funktionskurven von Materialempfindlichkeit und einwirkenden Umweltparametern betrachtet. Wenn entweder die Empfindlichkeit oder die Beanspruchungen Null sind, ergibt sich auch keine Umweltwirkung und bei beidseitig Werten größer Null das jeweilige Produkt der beiden. Die Akkumulation der nicht-reversiblen Effekte über die Zeit und allen Eigenschaftsänderungen entspricht der Alterung des Materials für den jeweiligen Expositionszeitraum. Die digitale Umweltsimulation gliedert sich hier in drei Teilaspekte. Ein erster, rein materialwissenschaftlicher Teil hat die Aufgabe, alle relevanten Materialempfindlichkeiten experimentell zu quantifizieren. Ein zweiter – unter Umständen numerischer Teil – hat die Aufgabe, das Bauteil und seine Einbaulage zu digitalisieren und aus den makroskopischen Umgebungsbedingungen die relevanten mikroklimatischen Umweltparameter für alle Oberflächen- oder Volumenelemente zu bestimmen. In einem dritten Teil werden die Einwirkungen über den betrachteten Zeitraum berechnet und kumuliert. Dieses Konzept, das auf den so genannten Expositions-Reaktions-Funktionen (ERF) basiert, wird an Beispielen der Photoxidation erläutert. Dieses Vorgehen wurde schon beim ViPQuali-Projekt als Numerische Umweltsimulation umgesetzt. Überprüft werden muss das Modell unbedingt an einer realitätsnahen Validierungsbeanspruchung. Hier werden die ermittelten ERFs mit über den kompletten Beanspruchungszeitraum geloggten Umweltparametern gekoppelt, um die berechnete mit der experimentell erfahrenen Alterungswirkung zu vergleichen. Nur so kann sichergestellt sein, dass alle für die Anwendungsumgebung relevanten Materialempfindlichkeiten einbezogen wurden. T2 - 52. Jahrestagung der GUS CY - Stutensee-Blankenloch, Germany DA - 26.03.2024 KW - UV KW - Polymer 3R KW - Bewitterung KW - Bestrahlung PY - 2024 SN - 978-3-9826129-0-4 SP - 31 EP - 40 PB - Gesellschaft für Umweltsimulation e.V. CY - Pfinztal (Berghausen) AN - OPUS4-59830 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Geburtig, Anja A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Schmidt, Anita A1 - Goedecke, Thomas T1 - Combined impact of UV radiation and nitric acid on HDPE containers during outdoor exposure T1 - Kombinierte Einwirkung von UV-Strahlung und Salpetersäure auf HDPE-Behälter bei der Freibewitterung N2 - Unpigmented HDPE jerrycans filled with nitric acid (55%) and water respectively had been exposed to outdoor conditions for one Berlin summer season. As both liquids underwent equal temperature progression, exposure effects of UV radiation and nitric acid as well as of their combination can be separated and compared. On the basis of various property changes after these exposures, synergistic action is evaluated and compared to a damaged Intermediate Bulk Container (IBC) from a transport accident. It is found that carbonyl formation goes along with lightness increase in color measurement due to microcracking and with a worsening in mechanical behavior, all of them showing synergistic effects of UV and nitric acid exposure. In contrast, embedding nitrogen compounds goes along with yellowing of the material but cannot be correlated to oxidation. The reason for intensified damaging is the decomposition of the 55-percent nitric acid and formation of nitrogen oxides even at ambient temperatures, caused by UV radiation. Thus, damaging effects become similar to those caused by fuming nitric acid exposure at temperatures above 60 °C, with the result of strong oxidative degradation of the polyethylene. In contrast, exclusive exposure to the 55-percent nitric acid at 40 °C does not cause any failure. It can therefore be assumed that also the damaged IBC had been exposed to both UV radiation and nitric acid, probably outdoors. KW - Polyethylene KW - Nitric acid KW - UV radiation KW - Outdoor weathering KW - Resistance PY - 2018 DO - https://doi.org/10.3139/120.111148 SN - 0025-5300 VL - 60 IS - 3 SP - 257 EP - 264 PB - Carl Hanser Verlag CY - München AN - OPUS4-44567 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Geburtig, Anja A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Trubiroha, P. A1 - Giehl, A. A1 - Schönlein, A. A1 - Feil, F. T1 - Normenvorschlag zur Bewitterung transparenter oder transluzenter Kunststoffe N2 - Aufgrund des tieferen Eindringens der solaren Strahlung treten bei transparenten und bei transluzenten (durchscheinenden) Kunststoffen veränderte Bedingungen gegenüber opaken Proben auf. Dies kann zu speziellen Effekten und damit zu einem abweichenden Bewitterungsverhalten führen. Auch aus Mangel an geeigneten Normen werden diese Effekte häufig vernachlässigt. Deshalb initiiert der DIN-FNK auf ISO-Ebene ein entsprechendes Dokument. Die Norm ist in der Form eines Technical Reports geplant. In einem ersten Teil sollen die Besonderheiten transparenter oder transluzenter Kunststoffe erläutert werden, um den Nutzer für mögliche Probleme zu sensibilisieren. Im zweiten Teil werden Empfehlungen für Bestrahlung oder Bewitterung herausgearbeitet. In einem dritten Teil geht es dann um Besonderheiten bei der Messung von Eigenschaftsänderungen transparenter bzw. transluzenter Kunststoffe. In informativen Anhängen sollen verschiedene Beispiele die Thematik illustrieren. T2 - 51. Jahrestagung der GUS CY - Stutensee-Blankenloch, Germany DA - 29.03.2023 KW - Bewitterung KW - Polymer 3R KW - Bestrahlung KW - UV PY - 2023 SN - 978-3-9818507-8-9 SP - 39 EP - 46 PB - Gesellschaft für Umweltsimulation e.V. CY - Pfinztal (Berghausen) AN - OPUS4-57271 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -