Vergleichende Charakterisierung verschiedener Polymere mit Hilfe von dynamisch mechanischer Analyse (DMA) und dynamischer Differenzkaloriemetrie (DSC)

Forschungsarbeit aus dem Jahr 2003 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 2,0, Technische Universität München (Lehrstuhl für Feststoff- und Grenzflächenverfahrenstechnik), Veranstaltung: Mechanische Verfahrenstechnik, Sprache: Deutsch, Abstract: In der Polymerindustrie werden standardmäßig pneumatische Förderanlagen verwendet, um Granulate zu transportieren. Hierbei wird das Material durch eine Rohrleitung mittels Druckluft direkt vom Produktionsort bis zur Abpackanlage transportiert. Abgesehen von den Investitionskosten beim Bau einer solchen Anlage ist diese Methode sehr günstig, denn es bedarf weniger Arbeitskräfte zum Betrieb pneumatischer Förderanlagen. Es gibt mit Ausnahme des Gebläses, der Partikeldosierung und eventuellen Rohrweichen keine bewegten Teile, so dass die Anlagen wartungsarm sind. Allerdings weisen sie im Vergleich zu z.B. Gurtförderern einen hohen Energieverbrauch auf.

Ein Nachteil dieser Methode ist der Fördergutabrieb, der beim Prall der Partikeln gegeneinander oder gegen die Wand der Förderleitung entsteht. Dieser Abrieb ist bei der Kunststoffverarbeitung unerwünscht, da er zu einer Qualitätsverminderung des Endproduktes führen kann. So verhindert der Abrieb bei der Folienherstellung ein gleichmäßiges Aufschmelzen des Polymergranulates im Extruder, was zur Entstehung von Löchern beim Folienblasen führt.

Derzeit gibt es keine Erkenntnisse wie die bei der pneumatischen Förderung entstehende Abriebsmenge mit messbaren Materialeigenschaften korreliert werden kann. Daher muss bei jedem neuen Kunststoff überprüft werden, ob er pneumatisch gefördert werden kann, oder ob zu viel Abrieb entsteht. Bis jetzt ist es unumgänglich dieses Abriebverhalten durch aufwendige Experimente zu bestimmen. In der Regel wird eine Förderanlage im Technikumsmaßstab verwendet, durch die der Kunststoff mehrere Male gefördert wird. Der entstandene Abrieb wird dann auf die geplante Anlage hochgerechnet. Diese Methode, liefert zwar aussagekräftige Resultate, allerdings sind die hohen Kosten und der Zeitaufwand einer solchen Studie von großem Nachteil.

Um diesen Aufwand zu verringern wird an der TU-München die Entstehung von Förderungsabrieb näher untersucht. In einem Teilprojekt werden die Kunststoffe mit Hilfe der Thermischen Analyse charakterisiert, um zu erforschen ob die dabei erhaltenen Materialdaten mit dem Abriebsverhalten der Kunststoffe korreliert werden können. Für die Analyse steht sowohl ein Gerät zur Dynamisch Mechanischen Analyse (DMA) zur Verfügung als auch ein Dynamisches Differenzkalorimeter (DSC).