Optimierung von PLA/TPS Blends

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Ziel dieser Arbeit war es, einen Blend aus Polymilchsäure und thermoplastischer Stärke für Spritzgussanwendungen zu optimieren. Dabei sollte, aus ökonomischen Gründen, ein möglichst hoher Stärkeanteil erreicht werden. Im Fokus dieser Optimierung waren die Bereiche Rezepturentwicklung und Verarbeitung. Als Entscheidungsgrundlage wurden die ermittelten Kennwerte aus den Rheotensversuchen und Zugprüfungen herangezogen. Um die Spritzgussfähigkeit des Materials zu verifizieren, wurden Trinkbecher an einer Spritzgussmaschine der Firma Miraplast GmbH bemustert. Um Aufschluss über das thermische Verhalten des Materials und dessen lebensmitteltechnische Eignung zu erlangen, wurden zusätzlich noch eine DSC – Prüfung und eine Gesamtmigrationsprüfung durchgeführt. Die Optimierung der Rezeptur sah eine Variation des PLA/TPS – Verhältnisses und der Additivkonzentrationen vor. Für die Optimierung der Zusammensetzung wurden die Additive Maleinsäureanhydrid (MSA), Sorbitol und Citrofol gewählt. MSA dient als Compatibilizer, Sorbitol als Plastifizierer und Citrofol als Weichmacher. Für die Optimierung der Verarbeitungsparameter wurden Schneckengeometrie, Verarbeitungstemperaturprofil und Drehzahl des Extruders als Variable festgelegt. Im Zuge der Rezepturentwicklung wurden die Additive MSA, Sorbitol und Citrofol in verschiedenen Mischungsverhältnissen zugesetzt. Anhand einer voll- und teilfaktoriellen Versuchsdurchführung zeigte sich, dass das Mischungsverhältnis von PLA und TPS den größten Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Compounds hatte. Weiters wurde ein verstärkender Effekt von MSA als Compatibilizer wahrgenommen. Anschließend wurden die Verarbeitungsparameter mittels eines teil- und vollfaktoriellen Versuchsplanes auf ihr Optimierungspotential untersucht. Dabei zeigte sich, dass der Schereintrag den größten Einfluss auf die Homogenität der Polymermischung hat. Es war jedoch eine sorgfältige Abstimmung der Parameter erforderlich um ein optimales Ergebnis zu erlangen und einen Kompromiss zwischen ausreichender Durchmischung und beginnendem Materialabbau zu finden.

Details

Titel in ÜbersetzungOptimization of PLA / TPS blends
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung29 Juni 2012
StatusVeröffentlicht - 2012