Screening Method Development for Die Drool in Extrusion Blow Moulding for PCR PEHD

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Diese Arbeit befasst sich mit dem Düsenbart-Phänomen im Zusammenhang mit Polyethylen hoher Dichte (PEHD) für das Extrusionsblasformen (EBM). Unter Düsenbartbildung wird die unerwünschte Anhäufung von Material am Rand der Düse während der Extrusion verstanden. Im ersten Teil der Arbeiten wurden ausgewählte Parameter der Düsenbartbildung untersucht und eine Prüfmethode für weitere Versuche entwickelt. Dafür wurde ein Prüfextruder mit verschiedenen Düsen verwendet. Im zweiten Teil der Arbeit lag der Fokus auf Verunreinigungen in Form von Fremdpolymeren in recycelten PEHD-Typen und deren Auswirkungen. Mit Hilfe eines DoE wurde ein Untersuchung durchgeführt, um den Einfluss verschiedener Faktoren auf die Düsenbartbildung zu bestimmen. Die Versuche zeigten, dass der getestete unimodale PEHD-Typ anfälliger auf die Düsenbartbildung ist als der bimodale. Der Grund dafür liegt wahrscheinlich in der molekularen Struktur der Typen. Unimodale Typen haben tendenziell eher lange lineare Ketten, die vermutlich die Trennung in Fraktionen unterschiedlicher Molekulargewichte innerhalb der Schmelze begünstigen. Zudem führte der Slip-Stick Effekt im getesteten unimodalen Typ zu hohen Ansammlungen an Material an der Düse. Der Slip-Stick Effekt hatte aber keinen Einfluss auf die Düsenbartbildung im getesteten bimodalen Typ. Der nächste Effekt, der die Düsenbartbildung begünstigt, ist die thermische Degradation. Diese tritt bei hohen Temperaturen und langen Verweilzeiten im Extruder auf. Das liegt wahrscheinlich an nieder-molekularen Ketten, welche durch die Schädigung der Materialien entstehen, und sich besser von der Schmelze lösen können. Das Orientierungs- und Relaxationsverhalten der Polymere muss ebenfalls eine Rolle spielen, da Versuche mit einer kurzen Bügelzone eine höhere Düsenbartbildung aufwiesen als jene mit langer Bügelzone. Durch das DoE und folgende Versuche wurde eine effiziente Methode entwickelt, welche für die Prüfung von weiteren Materialien verwendet wurde. Es wurde eine hohe Temperatur, niedriger Scherraten während des Extrudierens, welche in lange Verweilzeiten resultieren, und die kürzeste Düse verwendet. Mischungen aus verschiedenen PEHD-Typen zeigten, dass auch Mischungen mit unimodalen Typen eine höhere Düsenbartbildung haben. Homopolymer-PEHD führten in beiden Typen zu eine höheren Düsenbartbildung. Der Grund dafür sind sehr wahrscheinlich die kurzen linearen Ketten, welche sich besser aus der Schmelze lösen können. Hochviskose unimodale PEHD-Typen führten nur in unimodalen Typen zu einer erhöhten Düsenbartbildung, in bimodalen Typen hatten sie kaum einen Effekt. Es wurden Modell-Compounds hergestellt, um den Effekt des Recyclings und von Verunreinigungen zu prüfen. Die recyclierten Materialien hatten eine höhere Düsenbartbildung als jene die keine Verarbeitung aufwiesen. Das zeigt, dass das Recycling einen starken Einfluss auf die Düsenbartbildung hat. Compounds mit PP hatten in bimodalen Typen einen erhöhenden und in unimodalen einen erniedrigenden Effekt. Der Grund dafür ist wahrscheinlich auf Kettenverschlaufungen zurückzuführen. PELD und PELLD hatten in bimodalen Typen kaum einen Effekt, während sie die Düsenbartbildung in unimodalen begünstigen. PET Partikel führen sowohl in unimodalen als auch bimodalen Typen zu einer hohen Düsenbartbildung.

Details

Titel in ÜbersetzungEntwicklung einer Screening-Methode für Matrizentropfen beim Extrusionsblasformen für PCR PEHD
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung20 Okt. 2023
DOIs
StatusVeröffentlicht - 2023