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Foren => Mikroskopie-Forum => Thema gestartet von: plaenerdd am Oktober 27, 2019, 09:06:58 Vormittag

Titel: Ermüdung durch UV
Beitrag von: plaenerdd am Oktober 27, 2019, 09:06:58 Vormittag
Hallo,
kürzlich habe ich ein Regal eines großen schwedischen Möbelherstellers abgebaut, das ca. 5 Jahre gestanden hat. Das Holzregal war mit den mitgelieferten Originalriemchen an der höchsten Stelle an der Wand gesichert. Diese Riemen zerrissen beim Abbau einfach. Man kann sie mit der Hand ganz einfach zerpflücken. Sie waren offensichtlich nicht UV-beständig. Diese Regale werden noch immer mit diesen Riemen verkauft. Mich hat das natürlich interessiert, wie sich die Zersetzung durch die UV-Strahlung mikroskopisch äußert. Im folgenden 5 Fotos:
1. Die Riemen in der Übersicht: oben ein neuer, aber für die Untersuchung zerschnittener Riemen, darunter ein Teil eines gealterten, mit 4 Fingern in 2 Teile zerzupft
2. Der Schnittrand des neuen Riemens
3. Der gealterte Riemen in der Nähe der Zerreiskante
4. dgl. als räumliches Anaglyphenbild
5. ein weiterer alter Rieben an der Druckfläche die die Unterlegscheibe erzeugt hat, mit der er an der Wand angeschraubt war.
Die Bildbreite bei den Mikroskopaufnahmen beträgt ca. 3mm
Beste Grüße
Gerd
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: Erik W. am Oktober 27, 2019, 09:16:28 Vormittag
Hallo Gerd,

manche Kunststoffe (PA) werden durch Austrocknen spröde. Leg das Riemchen mal zwei Tage ins Wasser und prüfe ob es zäher wird.

Viele Grüße,

Erik
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: Klaus Herrmann am Oktober 27, 2019, 09:28:36 Vormittag
Hallo Gerd,

 also erst mal: sehr schöne Arbeit, gefällt mir besonders. Der Ansatz mangelnde UV-Beständigkeit ist mir aber nicht so eingängig. In einem Innenraum dürfte die UV-Belastung doch eigentlich nicht sehr hoch sein. Oder steht das Kästchen direkt am Fenster, Südseite?
Auf jeden Fall ist es ein für den Verwendungszweck völlig ungeeignetes Material. Ich vermute mal billigster Recyklingkunststoff. Da hat der IKEA-Einkäufer den billigsten Anbieter genommen  und 37,98 Cent pro Kilo gespart. :o

Das Ergebnis solltest du unbedingt an IKEA schicken! Letztlich ist das ja auch sicherheitsrelevant.
Wie sieht denn eine enzelne Faser im Pol aus?
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: plaenerdd am Oktober 27, 2019, 09:54:03 Vormittag
Hallo Erik,
es fällt auf, dass dort wo kein direktes Licht hin kam (z.B. unter die Unterlegscheiben), dass sich die Riemchen dort nicht zerreißen lassen, direkt an deren Rand aber schon.

Hallo Klaus,
die Riemchen waren schon sehr exponiert in der Nähe der Südfenster. Ich würde in Zukunft diese Riemen nur noch etwas tiefer anschrauben, damit sie von den in den Regalen gelagerten Sachen beschattet werden. Aber ja: ich war schon auch etwas erschrocken, da wir ja vor allem zur Sicherheit der Kinder alle Regale an der Wand anschrauben, denn die kommen ja schnell mal auf die Idee, an so einem Regal hoch steigen zu wollen, wenn sie nicht an das heranreichen, was sie interessiert. Wir haben solche Regale in jedem Stammgruppenzimmer.
Die Einzelfasern kann ich dann auch mal noch im Pol untersuchen, aber nicht gleich jetzt. Ich muß heute noch meine Winterreifen aufziehen...
LG Gerd
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: Bob am Oktober 27, 2019, 09:58:36 Vormittag
Hallo Gerd,
das ist wirklich eine interessante Untersuchung mitten aus dem Leben.
UV wäre für mich im Innenraum unerwartet, es sei denn es liegen besondere Umstände vor.
Die Fasern sind durch das Weben ja geborgen, evtl. sind es Spannungsrisse, die von der stärker gespannten Seiten aus eindringen. Das passiert aber normalerweise eher bei höheren Spannungen oder vorliegen spannungsrissauslösender Medien. War der alte Riemen von außen irgendwie seifig oder schmierig?

Das ist schon enttäuschend, so ein Riemen könnte normalerweise auch draußen viele Jahre halten.

Viele Grüße,

Bob
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: Klaus Herrmann am Oktober 27, 2019, 10:02:31 Vormittag
Zitat
Wir haben solche Regale in jedem Stammgruppenzimmer.

Handelt es sich hier um einen Kindergarten? Dann wäre das Thema Sicherheit ja noch von besonderer Bedeutung. Wenn das bissel UV, das noch durch die Fensterglasscheibe kommt zum Versagen des Kunststoffs führt, dann ist das ein Sch.. Kunststoff!

Ich würde auf jeden Fall reklamieren!
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: Peter V. am Oktober 27, 2019, 10:15:07 Vormittag
Hallo Gerd,

auch wenn man heutzutage den Eindruck hat, dass es keinen Hersteller mehr wirklich interessiert, würde ich diesen Fall Ikea schildern. Ikea hat ja schon einige unangenehme Erfahrungen mit umstürzenden Kommoden / Schränken gemacht.

https://www.google.de/search?sxsrf=ACYBGNRL_PL032AnfO22LS3eKCNNaWc-5Q%3A1572166636617&source=hp&ei=7Fu1Xb35IsvLwALU4qbgDg&q=Ikea+unfall+kommode&oq=Ikea+unfall+kommode&gs_l=psy-ab.3..0i22i30l2.161.3374..3429...0.0..0.312.2063.12j4j1j1......0....1..gws-wiz.......0j0i131j0i203j0i22i10i30.l7jNuhAbovg&ved=0ahUKEwi9n5qPibzlAhXLJVAKHVSxCewQ4dUDCAc&uact=5 (https://www.google.de/search?sxsrf=ACYBGNRL_PL032AnfO22LS3eKCNNaWc-5Q%3A1572166636617&source=hp&ei=7Fu1Xb35IsvLwALU4qbgDg&q=Ikea+unfall+kommode&oq=Ikea+unfall+kommode&gs_l=psy-ab.3..0i22i30l2.161.3374..3429...0.0..0.312.2063.12j4j1j1......0....1..gws-wiz.......0j0i131j0i203j0i22i10i30.l7jNuhAbovg&ved=0ahUKEwi9n5qPibzlAhXLJVAKHVSxCewQ4dUDCAc&uact=5)

https://vimeo.com/175199667 (https://vimeo.com/175199667)

Gerade IKEA weist aber sehr intensiv bei seinen Möbeln auf die Umkippgefahr hin, sowowhl in den Anleitungen als auch teilweise zusätzlich durch Aufkleber an/in denMöbeln - und das meiner Erfahrung nach erheblich deutlicher als als alle anderen Hersteller/Vertreiber ähnlicher Möbelstücke. Ich kenne keinen Hersteller/Möbelhaus etc., bei dem die Sicherheit von Kindern derart häufig thematisiert und kommuniziert wird.
Allein - aus diversen Gründen wird das wohl in meisten Fällen von den Kunden schlicht missachtet; zudem fehlt vielen Leuten auch die Vorstellungskraft, ab wann ein Möbel instabil wird. Du hast es ja gemacht - dass diese Riemchen so kurzlebig sind, ist sicher nicht im Sinne Ikeas.
Ich habe gerade mal mit dievrsen Schlagworten nach gerissenen Riemen der Ikea-Wandbefestigung gegoogelt und interessanterweise nichts(!) gefunden. Vielleicht liegt es daran, dass ohnehin kaum jemand die Wandbefestigung durchführt.
Aus einem ohnehin vorhandenen Grudnmißtrauen Kunststoffen gegenüber befestige ich Möbel ohnehin immer direkt mit Winkeln an der Wand.

Herzliche Grüße
Peter

PS: Es bedarf keiner intensiven Sonneneinstrahlung, um Kunststoffe deutlich altern zu lassen. In einem Raum, in dem das Tageslicht durchgehend sehr gedämpft durch ein Lamellenrollo eindringt, reichen auch die neonröhren, um sie braun und spröde werden zu lassen. Die Kunststofflamellen eines Staff Lichtrohrsystems (allerings 20 Jahre alt) fühlen sich mittlerweile an wie gesandstrahlt und zerbröseln bei nur mäßiger Berührung.




Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: plaenerdd am Oktober 27, 2019, 14:31:30 Nachmittag
Hallo Bob,
wie ich geschrieben habe sind die Aufnahmen 3 und 4 "in der Nähe der Zerreißkante" gemacht. Die haben also durchaus Streß gehabt nur eben sehr viel weniger, als normalerweise zum Zerreißen führt. Sie sind nicht durch das Weben gebrochen. Von der Haptik her kann ich keinen Unterschied zu den haltbaren Riemen finden.

Hallo Klaus,
"Stammgruppenzimmer" nennen wir an unserer Schule das, was anderswo "Klassenraum" heißt. Wir haben aber eben keine reinen Jahrgangsklassen sondern immer 3 Jahrgänge zusammen, also 1. bis 3. Jahrgang, 4.-6. Jahrgang usw. Von diesen gemischten Gruppen haben wir aber jeweils 4 pro Stammgruppenstufe. Die Kinder werden auch nicht ausschließlich in den Stammgruppen unterrichtet, sondern zu bestimmten Fächern auch in Jahrgangsgruppen umsortiert, z.B. zum Fremdsprachenunterricht. Da sie aber den größten Teil in den gemischten Gruppen arbeiten, sind das ihre "Stammgruppen". Wir haben SchülerInnen von der 1. bis zur 13. Klasse und in den Untergruppen (so heißen die Gruppen der Jahrgaänge 1-3) ist es schon sehr wichtig die Regale anzuschrauben. Die ermüdeten Riemen stammen aber aus einem Lagerraum. Die Untergruppen sind auch gerade in einen Teilneubau umgezogen und die Regale erst seit einer Woche an den Wänden befestigt. Hier haben wir, wegen der Lagererfahrung dann auch auf teurere Metallwinkel zurückgegriffen.

Hallo Peter,
ja IKEA ist in Sachen Kinder sehr rührig. Wir haben als Freie Schule von denen eine Spende von 10.000€ aus der IKEA-Stiftung bekommen. Das ist aber schon 15 Jahre her. Ich werde mich auch noch an sie wenden. Wir haben dort einen persönlichen Berater.

So, und nun noch die Durchlichtaufnahmen von den Einzelfasern mit und ohne Pol. Ich habe dazu einfach einen Tropfen Wasser auf den OT geträufelt so ein marodes Stück drüber zerrissen. Was ihr seht ist also der Staub, der dabei frei wird. Das sind jetzt aber Einzelaufnahmen. Die Auflichtaufnahmen waren aus jeweils 60 Aufnahmen gestakt.
Liebe Grüße
Gerd
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: Bob am Oktober 27, 2019, 16:01:33 Nachmittag
Sie sind nicht durch das Weben gebrochen.

Ich hatte als mögliche Fehlerursache an Spannungsrissbildung gedacht. Dabei kommt es zu einem physikalischen Angriff auf den unter moderater Spannung stehenden Werkstoff. An der Außenseite der Biegungen der verwebten Fasern stehen sie unter Zugspannung. Bei einem Spannungsriss würden sich andere Moleküle, möglicherweise einfach Luft, zwischen die Moleküle des Werkstoffs schieben, und so zum Bruch führen.
Ein schönes Experiment dazu ist die in der Mitte leicht durchgebogene CD: Sprüht man den Saft einer Orangenschale darauf, zersplittert die CD in tausend Teile, während man sie normal kaum zerbrochen kriegt.

Viele Grüße,

Bob
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: konsonant am Oktober 27, 2019, 16:14:49 Nachmittag
hallo ,
nur Polyester und Polyäthylen (Dyneema) sind einigermaßen lichtbeständig . ich nehme lieber Polyester für Konstruktionen , da es nicht so nachgibt , keine Fallsturzsicherung zuläßt .
Die alte Faser ist etwas grau und trüb gegenüber dem glasklaren Neuzustand , so wie man es von gecrackten Molekülbindungen erwarten möchte . Die glatte Bruchkante ist ernüchternd , keine Spur von Faserigkeit oder Zähigkeit , da fehlt nicht nur der Weichmacher , wenn da einer wäre . 
Eine Gegenüberstellung alt neu im Pol wäre nett gewesen .
ich vermute eine Nylonfaser  , also Polyamid .
gruß konsonant
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: Klaus Herrmann am Oktober 27, 2019, 16:16:18 Nachmittag
Mein Ansatz ist nach wie vor, dass hier ein nicht geeigneter Kunststoff eingesetzt wurde. Man stelle sich Kletterseile vor, die nach einem Sommer im Einsatz plötzlich den Geist aufgeben. Den Seilhersteller würden sie an die Eiger Nordwand nageln. Und Versagensursache wäre Luft, die zwischen die Moleküle eingedrungen ist.

Also bei mir sind große Regale immer mit Metallwinkeln an der Wand gesichert.
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: peterko am Oktober 27, 2019, 17:40:43 Nachmittag
Hallo,

So einfach ist es leider nicht, Dynema hat die höchste Bruchfestigkeit der Kunststoffseile, Bruchdehnung 8% sonst so 1-2% Drachen und Angelschnüre, da waren die Polyesterschnüre wie "Gummieseile" Kunststoffe haben in der Regel nur begrenzte Nutzungsdauer Kletterseil bis 10! Jahre: interessant: Segelflugzeuge aus Holz können immer wieder zugelassen die ersten Baumuster der Kunststoffsegler bleiben am Boden, da ist natürlich zu erwarten, daß da sone Kunstoffbändsel aus irgendwas sich schon mal sich auflösen vielleicht stand ja in der Aufbauanleitung Auswechseln nach 3 Jahren oder so...
grüsse peter
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: konsonant am Oktober 27, 2019, 19:27:29 Nachmittag
herrje ,
dann habe ich Dyneema nicht richtig verstanden , danke für den Hinweis , es ist heutezutage niemals ein Kletterseil , obwohl es mal als solches gehyped wurde .
Ok , also die Fallsturzsicherung geschieht normalerweise durch Polyamidfasern in lichtbeständiger Ummantelung , und Dyneema ist nur als Statikseil in Gebrauch . 
danke konsonant
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: treinisch am Oktober 28, 2019, 09:32:55 Vormittag
Hallo,

Mein Ansatz ist nach wie vor, dass hier ein nicht geeigneter Kunststoff eingesetzt wurde. Man stelle sich Kletterseile vor, die nach einem Sommer im Einsatz plötzlich den Geist aufgeben. Den Seilhersteller würden sie an die Eiger Nordwand nageln. Und Versagensursache wäre Luft, die zwischen die Moleküle eingedrungen ist.

Also bei mir sind große Regale immer mit Metallwinkeln an der Wand gesichert.

ja, das ist schon spektakulär. Im 21. Jahrhundert sollte es eigentlich möglich sein, sowas zuverlässiger zu planen.

Ich habe für meine Tochter aus einem Baumstamm ein Kletterpferd gebaut, das steht jetzt seit fast 14 Jahren im Garten (vielleicht 12? sowas halt). Das Zaumzeug habe ich aus einem Rettungsseil gemacht, dass ich vor weit über 20 Jahren beim Kajakfahren regelmäßig in Gebrauch hatte. Der Baumstamm ist verwittert und modrig, das Seil verblasst und veralgt, aber es trägt immer noch mein Körpergewicht und zerbröselt nicht, wie das von Ikea. Da gibt es eigentlich keine Entschuldigung. (Das Seil ist aus zwei Kunststoffen, einer davon ist Polyamid, ich glaube PP Mantel mit PA Kern oder so).

vlg
 Timm
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: plaenerdd am Oktober 28, 2019, 18:18:01 Nachmittag
Hallo,
hier noch mal eine Gegenüberstellung von alten und neuen Fasern. Beide sind mit der gleichen Schere geschnitten. Sehr deutlich sieht man die glasartigen Bruchkanten der älteren Fasern und die plastischen Quetschungen der neuen. Die Fasern haben im Laufe der Zeit deutlich an Elastizität verloren.

Die neuen Fasern sind deutlich dicker. Ob das was zu sagen hat weiß ich nicht. Muss ja nicht aus dem gleichen Werk stammen.

Beste Grüße
Gerd
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: Erik W. am Oktober 28, 2019, 21:17:24 Nachmittag
Hallo Gerd,

hast du schon herausfinden können aus welchem Kunststoff die Fasern sind? Kannst ja mal eine Brennprobe machen...

PA hat abhängig vom Wassergehalt stark unterschiedliche mechanische Eigenschaften, aber das erwähnte ich ja bereits...

Viele Grüße

Erik
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: plaenerdd am Oktober 29, 2019, 06:05:35 Vormittag
Hallo Erik,
was sollte bei einer Brennprobe heraus kommen? Gibt es da so starke Unterschiede bei den Kunststoffen. Ich kann da nur "Kunststoff" (schmilzt, manche tropfen) und "Naturstoff" sicher unterscheiden.
LG Gerd
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: reblaus am Oktober 29, 2019, 10:08:43 Vormittag
Hallo Gerd -

wie wär's mit dem Geruch? Es ist doch ein Unterschied ob stickstoffhaltige Polymere verbrennen oder reine Kohlenwasserstoffe. Auch die edle Blume und den feinen Abgang von erhitztem Polystyrol ist wahrscheinlich jedem Bastler geläufig  ;D

Viele Grüße

Rolf
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: Lupus am Oktober 29, 2019, 10:56:43 Vormittag
Hallo,

die Brennprobe ist eigentlich ein bekanntes Verfahren, bei dem alle Sinne des (Hobby)Chemikers gefragt sind:    :D

https://www.chemie.de/lexikon/Brennprobe.html  (https://www.chemie.de/lexikon/Brennprobe.html)

Hubert
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: Erik W. am Oktober 29, 2019, 18:16:51 Nachmittag
Hallo Gerd,

es ist wie Hubert und Rolf bereits schrieben ein einfacher erster Schritt um den ~Kunststoff zu bestimmen. Dann kannst du dich über die typischen Eigenschaften informieren, die ursächlich für das Versagen in Frage kommen könnten.

Wie weit bist du mit der Bestimmung gekommen?

Viele Grüße

Erik
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: plaenerdd am Oktober 29, 2019, 21:20:42 Nachmittag
Hallo,
ich habe eine Brennprobe gemacht. Nach der von Hubert verlinkten Tabelle müsste es Polyester sein:
rußt nicht schmilzt, bildet eine harte Schmelzperle und riecht unbestimmt aromatisch, brennt mit blauer Flamme. Hätte ja eher auf Polyamid getippt, aber wie verbrannte Haare riecht es definitiv nicht.
Wenn ich das jedoch googele, sehe ich, dass das auch nur eine risige Stoffgruppe ist, zu der z.B. PET gehört. Habe auch gefunden, dass es sich UV-beständig machen lässt durch bestimmte Zusätze/Beschichtungen z.B. für Bademoden. Ich fürchte, darauf aht man verzichtet, da es ja nur drinnen verwendet werden soll.
Ich habe heute auch noch eine Probe an eine Fachfrau weitergegeben, die das auch noch mal bestimmen lassen will. Schauen wir mal.
LG Gerd
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: Erik W. am Oktober 30, 2019, 02:06:59 Vormittag
Hallo Gerd,

dein Schadensfall entwickelt sich 👍 Ich hätte auf Polyamid getippt, lag aber wohl doch daneben. Mit PE hatte ich bisher keine Probleme und daher auch keine Erfahrungen.

Viele Grüße,

Erik
Titel: Re: Ermüdung durch UV
Beitrag von: konsonant am November 10, 2019, 20:56:46 Nachmittag
hallo nochmal
Als Markisenstoffe gibt es Polyester und Polyacryl , aber auch Polyamid (Nylon) , Polyurethan , und Pvc-Beschichtung .
Spinnacker-Segeltuch aus Polyamid , Polyester , Aramid , sogar Carbonfaser und auch Dyneema und Kevlar , denen aber beiden Uv-Schwäche unterstellt wird . Ganz unten wird eine Uv-Beständigkeit angegeben -> https://www.fritz-segel.com/service/pdf/Segeltuche.pdf (https://www.fritz-segel.com/service/pdf/Segeltuche.pdf) ,
danach wäre Polyester beständiger als Polyamid(Nylon).
gruß konsonant