High-Speed-Extrusion amorpher Polymere am Beispiel von Polycarbonat (PC) und Polymethylmethacrylat (PMMA)

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Die Steigerung der Wirtschaftlichkeit von Extrusionsanlagen in der Kunststoffverarbeitung ist ein zentrales Forschungsthema. Diese Dissertation analysiert die Verarbeitung von amorphen Thermoplasten bei hohen Drehzahlen zur Erhöhung des Durchsatzes. Die Auswertungen der Versuchsreihen einer Technikumsanlage identifizieren wesentliche Einflussparameter und geben Handlungsempfehlungen für die Extrusion dieser Polymertypen. Neben der Anpassung der Schneckengeometrie, der Zylinderbeschaffenheit und der externen thermischen Regelung des Extruders wird das Fließverhalten des Polymers eingehend untersucht. Besonders relevant ist das strukturviskose Verhalten der Polymerschmelze, das durch Materialmischungen auf die Anforderungen der High-Speed-Extrusion abgestimmt werden kann. Diese Methodik ermöglicht es, ein Polycarbonat, das nicht für hohe Drehzahlen geeignet ist, auf einem Schnellläufer mit hohen Durchsätzen zu extrudieren. Neben experimentellen Untersuchungen wurden Modelle für die Leistungsberechnung eines Extruders, die Spannungsanalyse der Extruderschnecke und die Skalierung von Entgasungszonen auf verschiedenen Anlagengrößen entwickelt. Diese Modelle sind allgemein für die Auslegung von Einschneckenextrudern anwendbar. Zudem wird eine Studie zum Festigkeitsverhalten von Schneckenstählen bei Raumtemperatur und Betriebstemperatur auf einer Prüfanlage für Tordierung präsentiert.