Klemens Kohlgrüber
Der gleichläufige Doppelschneckenextruder
Grundlagen, Technologie, Anwendungen
Vorwort zur 2. Auflage
6
Vorwort zur 1. Auflage
7
Zusatzmaterial
9
Die Autoren
10
Der Herausgeber
10
Die Mitverfasser
11
1 Einleitung
26
1.1 Technisch, wirtschaftliche Bedeutung der Extruder
26
1.1.1 Extrudertypen und Bezeichnungen
26
1.1.2 Schneckenmaschinen und Kunststoffe
27
1.1.3 Wirtschaftliche Kernfunktionen eines Extruders in der Kunststoffindustrie
28
1.1.4 Extrudertypen und Vorteile von dicht kämmenden Gleichdrallschnecken
30
1.1.5 Erste dicht kämmende Gleichdrallschnecken
31
1.1.6 Details zu Doppelschnecken
34
1.1.7 Zielsetzung des Buches
35
1.1.8 Zusammenfassung
36
1.1.9 Ausblick
36
1.2 Historische Entwicklung der Gleichdrall-Doppelschnecken
37
1.2.1 Vorwort und Würdigung von Bayer-Forschern
37
1.2.2 Einleitung von Martin Ullrich
43
1.2.3 Frühe Entwicklungen
43
1.2.3.1 Basisgeometrie
45
1.2.3.2 Grundlegende Patente
48
1.2.3.3 Pionierzeit
56
1.2.3.4 Maschinenentwicklung
56
1.2.3.5 Einsatz in Chemieprozessen
57
1.2.3.6 Lizenzvergabe
58
1.2.3.7 Würdigung für R. Erdmenger
58
1.2.3.8 Neue Hochviskostechnik mit Gleichdrallschnecken
59
1.2.3.9 Vielfältige Hochviskosprozesse
62
1.2.4 Spezielle Entwicklungen der Bayer-Hochviskostechnik
63
1.2.4.1 Vertiefte Kinematik, Profilgeometrien
63
1.2.4.2 Spielstrategien
65
1.2.4.3 Entwicklungen nach der Lizenzierung
67
1.2.4.4 Aktivitäten nach Ablauf der Hauptpatente
69
1.3 Compoundieren Gesamtübersicht: Aufgaben und Anwendungsbeispiele, Verfahrenszonen
72
1.3.1 Aufgaben und Anforderungen an die Compoundierung
72
1.3.2 Aufgaben und Auslegung der Verfahrenszonen eines Compoundierextruders
75
1.3.2.1 Einzugszone
76
1.3.2.2 Plastifizierzone
78
1.3.2.3 Schmelzeförderzone
83
1.3.2.4 Distributive Mischzone
84
1.3.2.5 Dispersive Mischzone
86
1.3.2.6 Entgasungszone
88
1.3.2.7 Druckaufbauzone
89
1.3.3 Verfahrenstechnische Kenngrößen
92
1.3.3.1 Spezifischer Energieeintrag
92
1.3.3.2 Verweilzeitverhalten
94
1.3.4 Verfahrensbeispiele
96
1.3.4.1 Einarbeitung von Glasfasern
96
1.3.4.2 Einarbeiten von Füllstoffen
99
1.3.4.3 Herstellung von Masterbatches
101
1.3.4.4 Einfärben
104
1.4 Prozessverständnis – Übersicht und Bewertung von Experimenten und Modellen
107
1.4.1 Einleitung
107
1.4.2 Einteilung von Modellen und Experimenten
111
1.4.3 Feststoffe
112
1.4.4 Hochviskose Flüssigkeiten
114
1.4.4.1 Eindimensionale Modelle
114
1.4.4.2 Dreidimensionale Modelle
119
1.4.5 Zusammenfassung
121
1.4.6 Ausblick und Anregungen
122
1.4.6.1 Extruderkonfigurationsprogramm
122
1.4.6.2 Modellweiterentwicklungen
122
1.4.6.3 Neue Modellanwendungen – online
123
1.4.6.4 Verfahrenstechnische Charakterisierung von Schneckenelementen durch Kennzahlen
124
1.5 Förder- und Leistungsparameter von üblichen Förderelementen
126
1.6 Häufig verwendete Formelzeichen
128
2 Basisgeometrien und Schneckenelemente
132
2.1 Basisgeometrie der Gleichläufer: Förder- und Knetelemente einschließlich Spielstrategien
132
2.1.1 Einleitung
132
2.1.2 Das exakt abschabende Profil aus Kreisbögen
133
2.1.3 Geometrische Konstruktion von dicht kämmenden Profilen
135
2.1.4 Geometriegrößen von Gewindeelementen mit Spielen
137
2.1.5 Übergang zwischen verschiedenen Gangzahlen
142
2.1.6 Berechnung eines Schneckenprofils zur Fertigung nach der Längsschnitt-Äquidistante
142
2.1.7 Freie Querschnittsfläche
146
2.1.8 Oberfläche von Gehäuse und Förderelementen
147
2.1.9 Knetelemente
148
2.1.10 Neue Entwicklungen bei Schneckengeometrien
151
2.2 Schneckenelemente und deren Einsatz
152
2.2.1 Aufbau von Schneckenelementen
153
2.2.2 Kombinieren von Schneckenelementen
158
2.2.3 Schneckenelemente und ihre Wirkungsweise
161
2.2.3.1 Förderelemente
161
2.2.3.2 Knetelemente
167
2.2.3.3 Abstauelemente
171
2.2.3.4 Mischelemente
173
2.2.3.5 Sonderelemente
177
2.3 Übersicht patentierter Schneckenelemente
185
2.3.1 WO 2009152910, EP 2291277, US 20110110183
187
2.3.2 WO 2011039016, EP 2483051, US 20120320702
188
2.3.3 WO 2011069896, EP 2509765, US 20120281001
189
2.3.4 DE 00813154, US 2670188
190
2.3.5 DE 19947967, EP 1121238, WO 2000020188
191
2.3.6 US 1868671
192
2.3.7 DE 10207145, EP 1476290, US 20050152214
192
2.3.8 DE 00940109, US 2814472
193
2.3.9 US 5713209
193
2.3.10 US 3717330, DE 2128468
194
2.3.11 DE 4118530, EP 516936, US 5338112
195
2.3.12 US 4131371
196
2.3.13 DE 03412258, US 4824256
196
2.3.14 DE 1180718, US 3254367
197
2.3.15 US 3900187
198
2.3.16 WO 2009153003, EP 2303544, US 20110112255
199
2.3.17 WO 2009152974, EP 2291279, US 20110180949
200
2.3.18 US 3216706
201
2.3.19 WO 2009152968, EP 2303531, US 20110158039
202
2.3.20 WO 2013045623, EP 2760658
203
2.3.21 WO 2009152973, EP 2291270, US 20110141843
204
2.3.22 WO 2009153002, EP 2307182, US 20110096617
205
2.3.23 EP 0002131, JP 54072265, US 4300839
206
2.3.24 DE 19718292, EP 0875356, US 6048088
207
2.3.25 DE 04239220
207
2.3.26 DE 01529919, US 3288077
208
2.3.27 EP 0330308, US 5048971
209
2.3.28 DE 10114727, US 6974243, WO 2002076707
210
2.3.29 US 6783270, WO 2002009919
211
2.3.30 WO 2013128463, EP 2747980, US 20140036614
212
2.3.31 JP 2008183721, DE 102007055764, US 2008181051
213
2.3.32 DE 4329612, EP 641640, US 5573332
214
2.3.33 DE 19860256, EP 1013402, US 6179460
215
2.3.34 DE 04134026, EP 0537450, US 5318358
215
2.3.35 DE 19706134
216
2.3.36 JP 2013028055
217
2.3.37 WO 1998013189 , US 6022133, EP 934151
217
2.3.38 WO 1999025537, EP 1032492
218
2.3.39 US 6116770, EP 1035960, WO 2000020189
218
2.3.40 DE 29901899 U1
219
2.3.41 US 6170975, WO 2000047393
219
2.3.42 DE 10150006 , EP 1434679, US 7080935
220
2.3.43 DE 4202821, US 5267788, WO 1993014921
220
2.3.44 DE 03014643, EP 0037984, US 4352568
221
2.3.45 DE 02611908, US 4162854
222
2.3.46 WO 1995033608, US 5487602, EP 764074
223
2.3.47 DE 102004010553
224
2.3.48 DE 04115591, EP 0513431
225
2.3.49 WO 2011073181, EP 2512776, US 20120245909
226
3 Stoffeigenschaften von Polymeren
228
3.1 Rheologische Eigenschaften von Polymerschmelzen
228
3.1.1 Einführung und Motivation
228
3.1.2 Einteilung des rheologischen Verhaltens von Festkörpern und Fluiden
229
3.1.3 Vergleich zwischen rein viskosem und viskoelastischem Fluid
235
3.1.3.1 Viskoses Fluid
235
3.1.3.2 Viskoelastisches Fluid
236
3.1.4 Temperaturabhängigkeit der Scherviskosität
240
3.1.4.1 Temperaturabhängigkeit für teilkristalline Polymere
241
3.1.4.2 Temperaturabhängigkeit für amorphe Polymere
242
3.1.5 Einfluss molekularer Parameter auf rheologische Eigenschaften von Polymerschmelzen
244
3.1.6 Scherströmungen: Schleppströmungen und druckgetriebene Strömungen
246
3.1.6.1 Fließprofile der druckgetriebenen Rohrströmung
247
3.1.6.2 Fließprofile der einfachen Schleppströmung
248
3.1.7 Dehnströmungen
249
3.2 Materialverhalten von Mischungen – Berücksichtigung von Polymer-Polymer und Feststoff-Polymer Systemen
252
3.2.1 Materialeigenschaften von Zweistoffsystemen
254
3.2.1.1 Einführung Mischsysteme
254
3.2.1.2 Thermodynamische Materialdaten von Zweistoffgemischen
254
3.2.1.3 Viskositäten von Zweistoffgemischen
256
3.2.1.4 Mischbare Polymerblends
258
3.2.1.5 Unmischbare (unverträgliche) Polymerblends
258
3.2.2 Prozessverhalten beim Plastifizieren von Zweistoffsystemen
261
3.2.3 Abschlussbemerkungen zum Einsatz in der Praxis
267
3.2.4 Zusammenfassung
268
3.3 Diffusiver Stofftransport in Polymeren
270
3.3.1 Stofftransportmechanismen
270
3.3.1.1 Konzentrationsverlauf in der Nähe der Phasengrenzfläche
271
3.3.2 Einflussgrößen des Stoffsystems
292
3.4 Minimierung der Produktschädigung bei der Verarbeitung von Polymeren
297
3.4.1 Einleitung
297
3.4.2 Übersicht chemischer Reaktionen
298
3.4.2.1 Schädigung durch thermischen Abbau
299
3.4.2.2 Schädigung durch oxidativen Abbau
301
3.4.2.3 Schädigung über chemischen Abbau durch Restfeuchte
304
3.4.2.4 Schädigung durch mechanischen Abbau
304
3.4.2.5 Einfluss von Metallen
305
3.4.3 Zusammenhang zwischen Produktschädigung und Eigenschaften
305
3.4.4 Reduktion von Polymerschädigung bei der Verarbeitung
308
3.4.4.1 Maschinelle und prozesstechnische Maßnahmen
308
3.4.4.2 Änderung der Schmelzeviskosität durch Molekulargewicht und Fließmodifikatoren
309
3.4.4.3 Minimierung von Reaktionspartnern
310
3.4.4.4 Additive zur Reduktion von Polymerschädigung
310
3.4.5 Zusammenfassung
312
3.5 Berechnungsgrundlagen für die Strömung in keilförmigen Scherspalten und Fließeigenschaften von gefüllten Polymerschmelzen
314
3.5.1 Berücksichtigung des strukturviskosen Fließverhaltens der Kunststoffschmelzen in der Keilspaltströmung und Kennzahlen zur Beurteilung der Dispergierung
314
3.5.1.1 Einleitung – Deformation von Kunststoffschmelzen, Scherung und Verstreckung in der Keilspaltströmung
314
3.5.1.2 Grundlagen der Berechnung der Keilspaltströmung für hochviskose Medien
318
3.5.1.3 Kunststoffschmelzen mit unterschiedlichem strukturviskosem Fließverhalten
321
3.5.1.4 Simulationsergebnisse
323
3.5.2 Modellierung des Fließverhaltens hochgefüllter Kunststoffe
334
4 Förderverhalten, Druck- und Leistungsverhalten
342
4.1 Einführung des Förder- und Druckverhaltens hochviskoser Flüssigkeiten in Extrudern
342
4.1.1 Durchsatz- und Druckverhalten, dimensionslose Kennzahlen
342
4.1.1.1 Schergeschwindigkeit und Viskosität
342
4.1.1.2 Einfache qualitative Betrachtungen an einfacher ebener Strömung
344
4.1.1.3 Extruderkennzahlen und Druckgrundgleichung für Extruder
352
4.2 Einführung des Leistungsverhaltens hochviskoser Flüssigkeiten in Extrudern
372
4.2.1 Durchsatz-Leistungs-Verhalten der ebenen Strömung zwischen zwei Platten
372
4.2.2 Leistungskennzahl für einen Ringspalt
373
4.2.3 Grundgleichung der Leistungscharakteristik von Extrudern
375
4.3 Dissipation, Pumpwirkunsgrad Temperaturerhöhung und Wärmeübergang
378
4.3.1 Dissipation
378
4.3.2 Pumpwirkungsgrad
379
4.3.3 Temperaturerhöhung
382
4.3.4 Wärmeübergang
390
4.4 Ausblick zu den Abschnitten 4.1, 4.2 und 4.3
392
4.5 Förderverhalten, Druckverhalten und Leistungseintrag in der Schmelze
394
4.5.1 Dimensionslose Kennzahlen
394
4.5.2 Teilgefüllte und gefüllte Schneckenabschnitte
402
4.5.3 Förderparameter für Schneckenelemente und übliche Förderkennzahlen
406
4.5.4 Förderverhalten bei Strukturviskosität
409
4.6 Aufgaben zum Leistungseintrag und Rückstaulänge
416
4.6.1 Aufgabe: Einfluss der Gangsteigung
416
4.6.2 Aufgabe: Teilfüllung
418
4.6.3 Aufgabe: Auslegung einer Druckaufbauzone mit einheitlicher Steigung sowie voll- und teilgefüllt Bereichen
419
4.6.4 Aufgabe: Auslegung der Druckaufbauzone mit verschiedenen Elementen mit 40 mm und 60 mm Steigung kombiniert
423
4.6.5 Aufgabe: Einfluss von nicht-newtonschen Effekten
424
4.7 Strömungssimulation
426
4.7.1 Einleitung zur Strömungssimulation
426
4.7.2 Gefüllte Schneckenabschnitte
430
4.7.2.1 Beispiel 1
430
4.7.2.2 Beispiel 2
448
4.7.2.3 Zusammenfassung und Ausblick
451
4.7.3 Teilgefüllte Schneckenabschnitte
455
5 Funktionszonen im Extruder
462
5.1 Feststofftransport in den und im Extruder, Einzugsgrenzen
462
5.1.1 Kenngrößen und Berechnungsmöglichkeiten
463
5.1.2 Einzugsbegrenzungen
470
5.1.2.1 Granulate
470
5.1.2.2 Pulver
470
5.1.2.3 Flakes
473
5.1.2.4 Niedrig schmelzende Komponenten
473
5.2 Aufschmelzen von Thermoplasten
474
5.2.1 Aufgaben der Aufschmelzzone
474
5.2.2 Schneckenelemente und Schneckenkonfiguration
476
5.2.3 Messmethoden
477
5.2.4 Wesentliche Schritte des Aufschmelzens
479
5.2.5 Rechenmodelle
481
5.3 Mischen und Dispergieren
486
5.3.1 Übersicht, Grundlagen und Experimente
486
5.3.1.1 Distributives Mischen – Mischen in laminarer Strömung
487
5.3.1.2 Dispersives Mischen
494
5.3.1.3 Bestimmung der Mischgüte
503
5.3.1.4 Formelzeichen zu Abschnitt 5.3.1
508
5.3.2 Dreidimensionale Berechnungen des Misch- und Verweilzeitverhaltens
510
5.3.2.1 Zusammenfassung
519
5.4 Entgasen von Polymerschmelzen
519
5.4.1 Phasengrenzflächen und Oberflächenerneuerung
520
5.4.1.1 Flüssigkeitsverteilung und Füllgrad
520
5.4.1.2 Entgasungszeiten
535
5.4.2 Konzentrationsänderung in der Entgasungszone
543
5.4.2.1 Kennzahlen
543
5.4.2.2 Blasenfreie Flüssigkeiten
544
5.4.2.3 Einfluss der Oberflächenvergrößerung durch Blasen
549
5.4.3 Auslegen von Entgasungszonen
550
5.4.4 Numerische Simulation der Filmentgasung
553
6 Scale-up und Scale-down
560
6.1 Einführung und Basis-Regeln für thermisch empfindliche Produkte
560
6.1.1 Unähnlichkeit
561
6.1.2 Vergleich von Produktionsmaschinen
561
6.1.3 Scale-down und Wege der Auslegung
562
6.1.3.1 Produkttemperatur
564
6.1.4 Zusammenfassung/Ausblick
578
6.2 Scale-up und Scale-down mit Exponentenansätzen
580
6.2.1 Grundlegende Problemstellung
580
6.2.2 Einfacher Skalierungsansatz
581
6.2.3 Modellbasierter Skalierungsansatz
582
6.2.3.1 Modelltheorie
583
6.2.3.2 Modellexponenten
593
6.2.3.3 Wärmeströme über den Zylinder
597
6.2.4 Experimentelle Ergebnisse
599
6.3 Scale-up und Scale-down mit Kennzahlen
601
6.3.1 Kennzahlen der ganzen Maschine
602
6.3.1.1 Dimensionsloser Durchsatz
602
6.3.1.2 Spezifischer Energieeintrag
603
6.3.2 Geometrische Maßstabsübertragung
604
6.3.2.1 Geometrisch ähnliche Maschinen
604
6.3.2.2 Drehzahl und Drehmoment
604
6.3.2.3 Übertragung bei unterschiedlichen Geometrien
605
6.3.2.4 Dimensionsanalyse für reales Produktverhalten
610
6.3.2.5 Einfaches Beispiel für ein volumetrisches Scale-up
612
7 Maschinentechnik
616
7.1 ZSK Baureihen und Anwendungen
616
7.1.1 Entwicklung zu hohen Drehmomenten, Volumina und Drehzahlen
616
7.1.2 Drehmoment- und volumenbegrenzte Durchsätze
620
7.1.3 Anwendungsbeispiele für die Kunststoffindustrie
622
7.1.3.1 Hohes Drehmoment zur Glasfaserverstärkung von Kunststoffen
622
7.1.3.2 Hohes Drehmoment zur Folienextrusion von ungetrocknetem PET oder PLA
625
7.1.3.3 Hohes Drehmoment bei bisher volumenbegrenzten Anwendungen
625
7.1.3.4 Verarbeitung von temperatur- und scherempfindlichen Produkten
627
7.1.4 Anwendungsbeispiele für die Chemieindustrie
630
7.1.4.1 Kleb- und Dichtstoffe
630
7.1.4.2 Chemische Reaktionen in Doppelschneckenextrudern
633
7.2 Gehäuseeinheiten
635
7.2.1 Einleitung
635
7.2.2 Bauarten
636
7.2.2.1 Zugankerversion für ZSK 18 - 54
636
7.2.2.2 Flanschversion für ZSK 58 - 320
637
7.2.2.3 Klammerversion für ZSK 350 - 420
637
7.2.3 Varianten
638
7.2.3.1 Geschlossenes Schneckengehäuse
638
7.2.3.2 Geschlossenes Schneckengehäuse mit Bohrung
639
7.2.3.3 Offenes Schneckengehäuse
639
7.2.3.4 Kombi-Schneckengehäuse
640
7.2.3.5 Sonderformen
640
7.2.4 Verschleiß- bzw. Korrosionsschutz
640
7.2.4.1 Massivgehäuse: Nitriert oder durchhart
641
7.2.4.2 Gehäuse mit Liner (Ovalbuchse)
641
7.2.4.3 Direkt beschichtete Schneckengehäuse
642
7.2.5 Beheizung von Schneckengehäusen
642
7.2.5.1 Heizpatronen
642
7.2.5.2 Heizschalen, Heizplatten
643
7.2.6 Kühlung und Temperierung
643
7.2.6.1 Ein Kreislauf
643
7.2.6.2 Zwei Kreisläufe
644
7.3 Erhöhung der Verfügbarkeit des Doppelschneckenextruders durch gezielte Werkstoffwahl für produktberührende Bauteile
644
7.3.1 Einleitung
644
7.3.2 Verschleißphänomene an Doppelschneckenextrudern in der Praxis
645
7.3.2.1 Abrasiver Verschleiß
646
7.3.2.2 Adhäsiver Verschleiß
649
7.3.2.3 Korrosion
652
7.3.3 Messen und Bewertung von Verschleißkenngrößen
654
7.3.3.1 Messung der abrasiven Verschleißbeständigkeit
654
7.3.3.2 Messung des adhäsiven Verschleißes
655
7.3.3.3 Korrosionsmessung
656
7.3.4 Ausführungsformen und Werkstoffausführungen für Extrudergehäuse und Schneckenelemente
657
7.3.4.1 Ausführungsformen der Gehäuse
657
7.3.4.2 Ausführungsformen von Schneckenelementen
659
7.3.4.3 Werkstoffausführung von Extrudergehäuse und Liner
663
7.3.4.4 Werkstoffausführung von Schneckensatzelementen
666
7.3.5 Ausblick
669
7.4 Dynamische Strukturanalysen an Doppelschneckenextrudern und einwelligen Austragsextrudern
669
7.4.1 Aufbau des Strukturmodells
670
7.4.2 Schwingungsanalyse an einem ZSK
671
7.4.3 Optimierung einwelliger Extruder
677
7.4.4 Strukturschwingstechnische Auslegung
681
7.4.5 Zusammenfassung/Ausblick
686
7.5 Messtechnik und prozessintegrierte Qualitätssicherung
687
7.5.1 Messtechnische Grundlagen
688
7.5.2 Druck- und Temperaturmesstechnik
689
7.5.2.1 Temperatur
689
7.5.2.2 Druckmesstechnik
691
7.5.3 Rheologische Messtechnik
694
7.5.3.1 Laborrheometer
694
7.5.3.2 Prozessrheometer
696
7.5.4 Farbmessung
697
7.5.5 Sondersysteme
697
7.5.5.1 Ultraschallmesstechnik
698
7.5.5.2 Modellprädiktive Regelung und virtuelle Sensoren
698
8 Anwendungen der gleichläufigen Doppelwellenschnecke
700
8.1 Compoundieren in der Praxis
700
8.1.1 Durchsatzbegrenzung
700
8.1.1.1 Drehmomentbegrenzung
701
8.1.1.2 Volumenbegrenzung
701
8.1.1.3 Weitere Begrenzungen
701
8.1.1.4 Begrenzung durch Peripherie
702
8.1.2 Vormischung
703
8.1.3 Schmelzeentgasung
704
8.1.3.1 Einflussfaktoren
704
8.1.3.2 Technische Ausführung
705
8.1.4 Strangspritzkopf
707
8.1.5 Prozesskontrolle
708
8.1.5.1 Prozessüberwachung
709
8.1.5.2 Beispiel: Vorsicht, Falle!
709
8.1.6 Extruderschnecken
710
8.1.6.1 Schneckenauslegung
710
8.1.6.2 Verschleiß
711
8.1.7 Scale-up
711
8.1.7.1 Der Idealfall
711
8.1.7.2 Die Realität
712
8.1.7.3 Besonderheiten bei Neuentwicklungen
713
8.1.7.4 Fazit
713
8.1.8 Simulation
714
8.2 Farbmasterbatche
714
8.2.1 Grundsätzliche Verfahrensidee
715
8.2.2 Materialien
717
8.2.2.1 Pigmente
718
8.2.2.2 Auswahl des Polymers
726
8.2.2.3 Additive und Dispergierhilfsmittel
726
8.2.3 Mischen
727
8.2.3.1 Schwerkraftmischer
728
8.2.3.2 Langsam laufender stationärer oder mobiler (Container) Mischer
728
8.2.3.3 Schnell laufender stationärer oder mobiler (Container) Mischer
728
8.2.3.4 Anwendungsbeispiel: Herstellen von Mischungen für Masterbatch im Heißverfahren für Spinnfaser und Folienqualität
729
8.2.4 Dosieren
730
8.2.5 Extruder
730
8.2.5.1 Premix
731
8.2.5.2 Split-feed
732
8.2.5.3 Nachfolgeaggregate
733
8.2.5.4 Verfahrensparameter
734
8.2.6 Qualitätsbestimmung
735
8.2.6.1 Farbmessung
735
8.2.6.2 Filterdrucktest
737
8.2.6.3 Agglomerate und Gelpartikel
738
8.3 Herstellung von TPV durch dynamische Vulkanisation
738
8.3.1 Klassifizierung von TPE
739
8.3.2 Herstellung von TPV auf Basis EPDM/PP
739
8.3.2.1 Basisrohstoffe für TPV (EPDM/PP)
739
8.3.2.2 Vernetzer
741
8.3.2.3 Herstellprozess für TPV (EPDM/PP)
741
8.3.2.4 Herausforderung Verweilzeit
743
8.3.2.5 Eigenschaften von TPV (EPDM/PP)
745
8.3.3 TPV auf Basis nachwachsender Rohstoffe („Bio-TPV“)
746
8.3.3.1 Basisrohstoffe für Bio-TPV
746
8.3.3.2 Herstellprozess für Bio-TPV
746
8.3.3.3 Eigenschaften von Bio-TPV
748
8.4 Entgasen von Polymerschmelzen
750
8.4.1 Aufgaben der Entgasung
751
8.4.2 Auslegung von Entgasungsextrudern
753
8.4.2.1 Materialzuführung und Flashentgasung
754
8.4.2.2 Gestufte Vakua
757
8.4.2.3 Füllgrad
758
8.4.2.4 Restentgasung und Schleppmitteleinsatz
759
8.4.2.5 Auslegung von Extruder und Entgasungszonen
764
8.4.3 Scale-up von Entgasungsextrudern
769
8.4.4 Verfahrensbeispiele
771
8.4.4.1 Entgasen von Lösungsmitteln aus LLDPE-Schmelzelösungen
771
8.4.4.2 Entgasen von Lösungsmitteln aus synthetischem Kautschuk (Styrol-Butadien-Verbindungen)
772
8.4.4.3 Entgasen von Vinylacetat aus LDPE/EVA-Copolymer
772
8.4.4.4 Entgasen von POM
773
8.4.4.5 Entgasen von PC
774
8.4.4.6 Entgasen von PMMA
774
8.4.4.7 Entgasen von PES und PSU
775
8.4.4.8 Entgasen von ABS
777
8.4.4.9 Entgasen von ungetrocknetem PET
777
8.4.5 Zusammenfassung
779
8.5 Reaktive Extrusion
780
8.5.1 Einführung
780
8.5.2 Parametereinflüsse anhand ausgewählter Anwendungsbeispiele
782
8.5.2.1 Aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen
784
8.5.2.2 Polymerisation von Acrylaten
785
8.5.2.3 Ringöffnungspolymerisation von ?-Caprolacton
787
8.5.3 Wirtschaftlich relevantes Beispiel: Thermoplastische Polyurethane
788
8.5.4 Modellierung
790
8.5.5 Scale-up
792
8.6 Lebensmittelextrusion
795
8.6.1 Extrusion von Frühstückszerealien
798
8.6.2.1 Rohwaren und Mischerei
800
8.6.2.2 Vorkonditionierung und Extrusion
804
8.6.2.3 Kurzzeittemperierung und Flockierung
810
8.6.2.4 Röstung, Besprühung und Trocknung
812
8.6.2 Produkte
814
8.6.3 Lebensmittelsicherheit in der Lebensmittelextrusion
816
8.6.4 Zusammenfassung
820
8.6.5 Abkürzungsverzeichnis
820
8.7 Extrusion von pharmazeutischen Massen
822
8.7.1 Einleitung
822
8.7.2 Grundlagen der Schmelzextrusion
823
8.7.3 Maschinendesign
823
8.7.4 Anlagenlayout
825
8.7.5 Containment-Anforderungen
830
8.7.6 Zusammenfassung und Ausblick
831
Index
832
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