Wassergehalt in Kunststoffen

Wassergehalt in Kunststoffen


Die Aufnahme von Feuchte aus der umgebenden Luft oder bei Wasserlagerung (Konditionieren) ist bei den einzelnen Kunststoffen sehr unterschiedlich. Sehr wenig Feuchte nehmen z. B. unpolare Kunststoffe wie PE, PP, PS, PTFE auf. Polare Kunststoffe wie PUR oder Celluloseester nehmen dagegen mehr Wasser auf, in hohem Maße die Polyamide PA.

Bei den Polyamiden ist es üblich, Formteile nach der Herstellung durch Konditionieren auf einen bestimmten Feuchtegehalt einzustellen. Dadurch werden die Eigenschaften, wie z. B. Festigkeit, E-Modul, Zähigkeit und die Reibungs- und Verschleißeigenschaften sowie das Volumen der Polyamide reversibel beeinflusst.

Zur Bestimmung des Wassergehalts in Kunststoffen stehen verschiedene Methoden zur Verfügung:


Bestimmung des Gewichtsverlusts nach einer Vakuumtrocknung (Gravimetrische Methode) Bestimmung des Gewichtsverlusts nach IR-Trocknung


Dampfdruckmethode (Messen des Druckanstiegs nach Verdampfen der Feuchtigkeit im Vakuum)

Karl-Fischer-Titration


Die gebräuchlichste Art der Wasserbestimmung ist die Karl-Fischer-Titration. Sie hat den Vorteil, dass sie allein für Wasser selektiv ist und andere, im Kunststoff vorhandene, flüchtige Substanzen das Ergebnis der Messung nicht beeinflussen. Hierzu wird die Probe in einem Ofen erwärmt und das ausgetriebene Wasser durch einen trockenen Inertgas-Strom in ein Titriergefäß mit Trägerflüssigkeit (wasserfreies Lösungsmittel) geführt und mit der sog. Karl-Fischer-Lösung titriert. Diese besteht aus Jod, Schwefeldioxid, Pyridin und Methanol. Das Besondere an diesem Verfahren ist, dass die zur Titration verwendete Maßlösung Oxidationsmittel und Reduktionsmittel gemeinsam enthält, dass aber erst in Gegenwart von Wasser beide gemäß der Gleichung

2 H2O + SO2 + I2 => H2SO4 + 2HI

miteinander reagieren können. Der Wassergehalt kann quantitativ aus der Ladungsmenge bestimmt werden, welche für die Reduzierung des Iod zu Iodid notwendig ist. Wenn in der zu titrierenden Lösung kein Wasser mehr vorhanden ist, erfolgt eine sprunghafte Änderung des Elektrolysestroms, welcher den Endpunkt der Titration signalisiert. Mit handelsüblichen Karl-Fischer-Titriergeräten sind Wassermengen zwischen 1 µg und 65 mg bestimmbar.

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