Logo GVT
Header

Analyse und Vorhersage von Degradationsprozessen an Werkzeug/Kunststoffgrenzflächen in Kunststoffverarbeitungsprozessen

IGF-Nr. 21213 N

Forschungsstelle 1: Universität Paderborn
Kunststofftechnik Paderborn (KTP)
Lehrstuhl für Kunststofftechnologie
Warburger Straße 100
33098 Paderborn 
Projektleiter 1: Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer 
Forschungsstelle 2: Universität Paderborn
Lehrstuhl für Technische und Makromolekulare Chemie
Warburger Straße 100
33098 Paderborn 
Projektleiter 2: Prof. Dr.-Ing. Guido Grundmeier 
Laufzeit: 01.06.2020 - 31.05.2022

Bei der Herstellung von Kunststoffformteilen in Extrusions- und Spritzgießprozessen ist die Qualität der Bauteile von wesentlicher Bedeutung. Insbesondere bei der Herstellung von optischen Bauteilen aus Polycarbonat (PC) lassen sich lange Verweilzeiten der Schmelze in den formgebenden Werkzeugen und Plastifiziereinheiten nicht immer vermeiden. Neben der reinen Verweilzeit bei hoher Temperatur ist bei der Verarbeitung von PC eine Wechselwirkung mit dem Stählen für Maschine und Werkzeug festzustellen. Diese führt zu einer wechselseitigen Degradation der beteiligten Werkstoffe. Die Arbeitsinhalte des Projektes beinhalten grundlegende Untersuchungen der wirkenden polymeren Abbaumechanismen bei Kontakt mit metallischen Oberflächen. Es werden sowohl die Stahloberflächen als auch die grenzflächennahe Kunststoffphase untersucht, um die wechselseitigen Abbauprozesse auf molekularer Ebene grundlegend zu verstehen. Um die Reaktionen der verwendeten Kunststoffe und Stähle auch in realen Verarbeitungsprozessen bewerten zu können, werden Stahlproben in speziellen Prüfaufbauten mit Schmelze in Kontakt gebracht. In einer vorgeschalteten Untersuchungsreihe wird der Feuchtegehalt von PC vor und während der Verarbeitung in einem Plastifizieraggregat untersucht. Anschließend werden Untersuchungen in Spritzgießprozessen durchgeführt, bei der die grundlegenden Degradationsmechanismen, die zuvor auf kleiner Skala analysiert wurden, auf reale Prozesse übertragen werden. Ziel dieses Projektes ist, neben der Erarbeitung der theoretischen Zusammenhänge der Degradationsreaktionen, Empfehlungen für die Werkstoffauswahl und Verarbeitungsbedingungen zur Minimierung der Degradation bei PC zu erarbeiten. Dies ist insbesondere für Verarbeiter aus dem Bereich der KMUs von hoher Relevanz, da diese in der Regel nicht über die Methoden zur Detektion der hier untersuchten Effekte verfügen. Daher sind die abschließend zu erstellenden Leitfäden für sichere Prozessfenster für KMUs besonders hilfreich.

zurück


BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 21213 N der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.