Sylvia Apostol, Veronika Putz, Thomas Johannes Unger, Jürgen Miethlinger,
"Methoden zur in-line Untersuchung des Einflusses der Molmasse und Vorgeschichte von wandgleitenden Kunststoffschmelzen auf deren Strömungsprofil"
, in TM - Technisches Messen, Vol. 83, Nummer 11, Seite(n) 628 - 646, 11-2016, ISSN: 2196-7113
Original Titel:
Methoden zur in-line Untersuchung des Einflusses der Molmasse und Vorgeschichte von wandgleitenden Kunststoffschmelzen auf deren Strömungsprofil
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Wandgleiten ist ein rheologisches Phänomen, das beim Fließen einiger Kunststoffschmelzen auftreten kann. Bei der Extrusionsrheologie wird das Wandgleiten grundsätzlich in einer dem Extruder nachgeschalteten Düse untersucht. Im gegebenen Fall wird Polylactidacid (PLA) auf einem gleichlaufenden Doppelschneckenextruder verarbeitet, wobei der Einfluss von Feuchtigkeit, die Zugabe von Kettenverlängerer und die Variation verfahrenstechnischer Parameter auf das Wandgleiten untersucht werden. PLA verhält sich hydrophil, das heißt es nimmt Luftfeuchtigkeit auf. Wird es vor der Verarbeitung nicht getrocknet, reagieren Wassermoleküle während der erhöhten Verarbeitungstemperatur mit dem Polymer, ein Polymerabbau ist die Folge. Kettenverlängerer sind Additive, welche in der Kunststoffverarbeitung eingesetzt werden können, um das Molekulargewicht der Polymere anzuheben. Da Parameter wie Schneckendrehzahl, Schneckengeometrie und Feuchtigkeit die Molmasse und -verteilung des Extrudats beeinflussen, wird diese anschließend mittels Gelpermeationschromatografie (GPC) bestimmt, um so eine Aussage über den Zusammenhang von Wandgleiten und Molmasse zu erhalten. Für die Messung des Wandgleitens kommt hier Pulsed-Wave-Sonografie zum Einsatz. Dabei handelt sich dabei um eine bildgebende Messung mittels Ultraschall, welche es ermöglicht, das Strömungsprofil der Schmelze innerhalb einer hierfür entwickelten Düse zu messen. Diese kann inline, während der Extrusion, erfolgen und ist damit sehr viel schneller und praktischer umzusetzen als die klassische Extrusionsrheologie. Zusätzlich wird eine Verweilzeitbestimmung mittels Fluoreszenzspektroskopie durchgeführt.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englischer Titel:
Methods for inline detection of the influence of molecular mass and history of wall slipping plastic melts on their velocity profile
Englische Kurzfassung:
Wall slippage is a rheological phenomenon which occurs within the flow of some polymer melts. During measurements via extrusion rheology the wall slippage is generally analyzed in a die located after the extruder. Polylactidacide (PLA) is processed on a co-rotating twin screw extruder, while the influence of humidity, the addition of chain extender and the variation of processing parameters are evaluated. PLA is hydrophilic, so it absorbs air humidity. If it is not dried before processing, water molecules react with the polymer at higher processing temperatures, which leads to polymer degradation. Chain extender is an additive used in polymer processing to increase the molecular weight of polymers. Since parameters as screw speed, screw geometry and humidity influence the molecular mass and distribution of the extrudate, these are determined after processing via gel permeation chromatography (GPC) to obtain information on the relationship between wall slippage and the molecular mass. To investigate wall slippage Pulsed Wave Sonography is used. This is an image-creating measuring procedure via ultrasound which allows measuring of the velocity profile of the melt within a die that was developed specifically for this measuring technology. It can be done inline, during the extrusion, and is therefore much faster and more practical than usual extrusion rheology. Additionally, the residence time distribution is measured via fluorescence spectroscopy.