09.01.2015

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SKZ: Entwicklung eines neuen Messsystems zur Ermittlung der Dispergiergüte - Homogenität, Agglomerate und Störstoffe in Kunststoffschmelzen im Prozess mit Ultraschall quantifizieren

Das Kunststoff-Zentrum SKZ in Würzburg 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 zukünftig helfen, die Neigung zur Agglomeratbildung frühzeitig zu erkennen, um zielgerichtet und schnell Gegenmaßnahmen einleiten zu können.

Die Dispergiergüte von Polymercompounds stellt eines der zentralen Qualitätskriterien bei der Kunststoffaufbereitung dar. Die in der Praxis üblicherweise eingesetzten Offline-Analysemethoden sind laut SKZ arbeits- und zeitaufwändig und ermöglichen keine lückenlose 100 %-Prozesskontrolle. Bisher beschriebene Ultraschall-Verfahren seien auf Bypass-Anwendungen beschränkt. Aus diesen Gründen würden sie beim Anwender bislang zu geringer Akzeptanz führen.

Ziel ist die Entwicklung eines inlinefähigen Verfahrens, das die Charakterisierung der Dispergiergüte industrierelevanter Schmelzequerschnitte für die Kunststoffaufbereitung ermöglicht. Über die Dispergiergüte ist eine Aussage bezüglich der Partikelver- und -zerteilung im Polymer möglich. Durch Entwicklung und 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 Angaben 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. Somit unterscheide sich das finale Verfahren erheblich von bis dato verfügbaren 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 bei der Compoundierung erwartet.

Das IGF-Vorhaben 18220 BG der Forschungsvereinigung Fördergemeinschaft für das SKZ wird über die 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.

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