Schonende Verarbeitung von Thermoplasten

Dirk Schmiederer

Erkenntnisse zum Entzug des im Granulat gelösten Sauerstoffs resultieren aus Vorbehandlungsversuchen und Desorptionsmessungen, die zur Modellierung des Stofftransports herangezogen wurden. Die Desorptionsmessungen wurden mit einer für die Arbeit entwickelten Messzelle durchgeführt. Durch Variation der thermischen, mechanischen und lokalen thermooxidativen Belastung wurden die Einflüsse auf die thermooxidative Schädigung von Thermoplasten beim Spritzgießen untersucht. Der Sauerstoffentzug sollte bei hoher Temperatur und niedrigem Druck durchgeführt werden, wobei zu beachten ist, dass keine Veränderung des Werkstoffsystems eintritt. Der Gastransport im Granulat kann durch das Fick’sche Diffusionsgesetz, angewendet auf ein Kugelmodell mit einem geometrischen Korrekturfaktor beschrieben werden.
Die thermooxidative Werkstoffschädigung erfolgt in der Plastifiziereinheit und wird durch Sauerstoff verursacht, der im Granulat gelöst ist sowie aus der Umgebungsatmosphäre in den Schneckengang eingezogen wird. Sie hängt zum einen linear vom Sauerstoffgehalt ab. Zum anderen steigt die thermooxidative Schädigung durch Erhöhung der Plastifizierbelastung, wobei eine werkstoffabhängige Ober- und Untergrenze vorliegt. Die Verarbeitungsversuche mit verschiedenen Spritzgießmaschinen zeigten Anwendungspotential in mehreren Bereichen der Thermoplastverarbeitung auf.