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In-Line-Bemessung des Schmelzverhaltens von Polymeren in Einschneckenextrudern

Bestehenden Versuchstechniken zur Untersuchung des Schmelzverhaltens von Polymeren innerhalb von Schneckenextrudern haften die Nachteile von beschränkten Funktionen bzw. arbeitsaufwendigen Vorgehensweisen an. Sämtliche in den letzten drei Jahrzehnten entwickelten Techniken sind invasiv, zeitraubend, schwierig in der Anwendung und teuer. Ihre Invasivität wirkt sich auf die Reibungseigenschaften und Wärmeübertragung aus, wodurch die gemessenen Kennwerte signifikant beeinflusst werden.

Diese Arbeit stellt eine nicht-invasive In-line-Messtechnik vor, welche bei kurzen Ansprechzeiten durch ein kleines Quarzfenster und ein fest montiertes Boroskop in einem mit eingebauten Sensoren aufwendig ausgerüsteten 45 mm Einschneckenextruder Versuchsdaten und -bilder vom Innern des Extruders exakt erfassen kann. Durch Erfassung des Unterschieds in den optischen Eigenschaften zwischen der Schmelze- und Festphase wurde das Schmelzverhalten von hochdichtem Polyethylen sichtbar gemacht und mit dieser nicht-invasiven Technik gemessen. Durch die Anwendung des in diesem Projekt entwickelten Systems waren wir in die Lage versetzt, die Schmelzmechanismen in der Plastifiziereinheit des Einschneckenextruders zu beobachten. Aufgrund unserer Versuche ist es uns gelungen, die Schmelzmechanismen von Tadmor und Pearson tatsächlich sehen und verifizieren zu können. Außerdem waren wir zum ersten Mal in der Lage, eine Verzögerung der Schmelzlachenbildung durch einen Prozess der Feststoffbettsättigung zu sehen. Zusätzlich zur Darstellung eines neuen optischen Messsystem für die Polymerverarbeitung, trägt diese Studie zu einem verbesserten Verständnis des Polymerschmelzvorgangs im Extruder und in der Plastifiziereinheit von Spritzgieß- und Blasformmaschinen bei. Die Extruderleistung hängt mit der Schneckenkonstruktion und die Schneckenkonstruktion wiederum mit dem Polymerschmelzprozess zusammen. Mit dieser Studie sind wir zum ersten Mal in der Lage, die Schmelzmodelle genau zu verifizieren und modifizieren, was zu verbesserten Schnecken für die Polymerverarbeitung führt.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com
 Maria del Pilar Noriega

Maria del Pilar Noriega
University of Wisconsin at Madison

Informationen

Freie Schlagwörter: Extrusion, Nichtinvasive optische Technik, Schmelzen, Plastifizierzone
Institut / Lehrstuhl: University of Wisconsin at Madison
Sprache: Englisch
Fachgutachter: Prof. Dr. Tim A. Osswald
Erscheinungsjahr: 2002
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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