Kunststoffaufbereitung: Schnelle Ermittlung der Dispergiergüte

Homogenität, Agglomerate und Störstoffe in Kunststoffschmelzen im Prozess mit Ultraschall quantifizieren. 

Das Kunststoff-Zentrum SKZ entwickelt mit dem ifak Magdeburg ein neues Messsystem zur Ermittlung der Dispergiergüte. Entgegen bisheriger Ansätze soll hier ein nur einseitiger Zugang zur Probe nötig und eine Messung direkt im Kunststoffverarbeitungsprozess möglich sein. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen helfen, die Neigung zur Agglomeratbildung frühzeitig zu erkennen, um zielgerichtet und schnell Gegenmaßnahmen einleiten zu können.

Schematische Abbildung von Ultraschallmessung zur Dispergiergütebestimmung, Grafik: SKZ – Das Kunststoff-Zentrum

Schematische Abbildung von Ultraschallmessung zur Dispergiergütebestimmung, Grafik: SKZ – Das Kunststoff-Zentrum

Die Dispergiergüte von Polymercompounds stellt eines der zentralen Qualitätskriterien bei der Kunststoffaufbereitung dar. Die in der Praxis üblicherweise eingesetzten Offline-Analysemethoden sind arbeits- und zeitaufwändig und gewährleisten keine lückenlose, hundertprozentige Prozesskontrolle. Bisher beschriebene Ultraschall-Verfahren sind auf Bypass-Anwendungen beschränkt. Aus diesen Gründen führen sie beim Anwender bislang zu geringer Akzeptanz.

Ziel der Entwicklung ist ein inlinefähiges Verfahren, das die Charakterisierung der Dispergiergüte industrierelevanter Schmelze-Querschnitte für die Kunststoffaufbereitung ermöglicht. Über die Dispergiergüte lässt sich eine Aussage bezüglich der Partikelver- und -zerteilung im Polymer treffen. Durch die Entwicklung und den Einsatz modulierter Anregungssignale werden sehr kurze Mess- und Reaktionszeiten sowie hohe Eindringtiefen bei zugleich geringen Systemkosten und einem sehr robusten Aufbau erwartet. Bis dato existiert den Erkenntnissen zufolge keine praxistaugliche Lösung, die es den Nutzern ermöglicht, diese Technologie direkt im Produktionsprozess effizient anzuwenden. Der unmittelbare Einsatz direkt im Kunststoffaufbereitungsprozess stellt hinsichtlich Druck-, Temperatur- und Verschleißbeständigkeit eine hohe Anforderung an die Sensorik.

Das finale Verfahren, so das SKZ, unterscheide sich erheblich von bisherigen Sonderlösungen im Ultraschallsegment oder teuren und empfindlichen Spektroskopiesystemen für die Prozessüberwachung. Es wird eine signifikante Zeit- und Materialersparnis bei der Bewertung der Prozess- und Produktqualität während der Compoundierung erwartet.

Das IGF-Vorhaben 18220 BG der Forschungsvereinigung Fördergemeinschaft für das SKZ wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags gefördert.

www.skz.de

(EUR0215S39)