Prozessoptimierung bei der Extrusion thermoplastischer Schäume mit CO2 als Treibmittel

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Bei der Extrusion thermoplastischer Schäume gewinnt Kohlendioxid (CO2) als Treibmittel zunehmend an Bedeutung, was einen erheblichen Forschungsbedarf in Bezug auf Anlagen- und Prozessmodifikationen mit sich bringt. Diese Arbeit präsentiert Möglichkeiten zur Prozessoptimierung bei der Schaumextrusion mit CO2. Fehlstellen in extrudierten Schäumen können insbesondere hinter Fließkanaleinbauten wie Dornhalterstegen in Schaumfolienwerkzeugen entstehen. Zudem besteht die Gefahr vorzeitiger Blasenbildung im Werkzeug, die zu Defekten führt. Die Untersuchung der Strömungsvorgänge an verschiedenen Querschnitten in einem Sichtwerkzeug zeigt, dass der hohe Druckgradient an der Abströmkante von Fließkanaleinbauten diese Blasenbildung begünstigt. Eine strömungsgünstige Gestaltung kann dem entgegenwirken. Praktische Extrusionsversuche mit unterschiedlichen Dornhaltergeometrien bestätigen diese Annahme und erarbeiten Maßnahmen zur Minimierung der Dünnstelle hinter dem Dornhalter. Zur Herstellung feinzelliger Schäume werden Nukleierungsmittel eingesetzt, wobei auch der Druckverlauf im Werkzeug die Schaumqualität beeinflusst. Die Eigenschaften des Schaums können durch höhere Druckgradienten am Werkzeugaustritt verbessert werden. Eine Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten von CO2 stellt die Extrusion mikrozellulärer Schäume dar, für die eine Verfahrenstechnik auf Basis eines statischen Mischers vorgestellt wird, um den Einfluss unterschiedlich