Der gleichläufige Doppelschneckenextruder - Grundlagen, Technologie, Anwendungen

Klemens Kohlgrüber

Der gleichläufige Doppelschneckenextruder

Grundlagen, Technologie, Anwendungen

2016

842 Seiten

Format: PDF, ePUB

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ISBN: 9783446435971

 

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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