Neue Messtechnik zur präzisen Charakterisierung von polymeren Schmelzen

Die auf der K-Messe zum ersten Mal der Öffentlichkeit präsentierte ^onBOX wurde entwickelt, um polymere Schmelzen im Prozess auf vielfältige Eigenschaften mittels hochpräziser Sensortechnologie zu untersuchen.

Die neue Messtechnik ermöglicht die präzise Charakterisierung von polymeren Schmelzen, insbesondere von technisch anspruchsvollen Compounds oder Kompositen. "Das Besondere an der neuen Technologie ist, dass wir unterschiedliche, hochauflösende und zum Teil miniaturisierte Messverfahren zu einer einzelnen Einheit, der ^onBOX, integriert haben", sagt der technische Leiter Dr. Oliver Schmidt der Fa. Gneuß GmbH.

Hintergrund dieser Online-Messtechnik als einer von drei Entwicklungsschwerpunkten des EU-Projektes NanoOnSpect ist die derzeit sehr schwierige Herstellung sowie die sehr aufwändige Charakterisierung von polymeren Nanokompositen. Die Materialrezepturen müssen exakt stimmen, denn Schwankungen in der Dosierung, ungenügende Verteilung, mangelnde Dispergierung oder Agglomeratbildung der nanoskaligen Partikel und Fasern verhindern das Erreichen der geforderten Materialeigenschaften und somit den Einsatz des kostbaren Materials für die geplante Anwendung.

Durch die Integration neuer Messtechnik und Sensoren - die allesamt in Klein-und Mittelständischen Unternehmen entwickelt wurden - in die ^onBOX lässt sich die Produktqualität der Compounds und Komposite deutlich verbessern, der Ausschuss reduzieren und schnellere Materialwechsel realisieren, was insbesondere bei kleinen Produktionsmengen maßgeschneiderter Materialien wirtschaftlich hochinteressant ist. "Eine direkte und schnelle Aussage zu den Materialeigenschaften lässt sich durch die ^onBOX, die als Messinstrument direkt am Extruder angebracht wird, bereits während des Compoundierprozesses treffen, und das ist neu" sagt die Projektkoordinatorin Irma Mikonsaari vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie.

Durch die auf der K-Messe zum ersten Mal der Öffentlichkeit präsentierten ^onBOX (Halle 8a, Stand F11-5) lässt sich die Füllstoffkonzentration, Agglomeratgröße, die Partikelgröße bis zum Nanometermaßstab, dielektrische Eigenschaften der Schmelze, elektrische Eigenschaften der Schmelze, die thermische Leitfähigkeit, Druck, Temperatur und Dichte gleichzeitig und online, also während des Herstellungsprozesses, umfassend charakterisieren. Die Ergebnisse der Charakterisierung können in Zukunft auch direkt in die Regelung der Anlage einfließen.

Die Technologie ist nicht nur für polymere Nanokomposite interessant, sondern kann auch bei vielen weiteren Aufgaben, z. B. der Flammschutzausrüstung, der Einfärbung, der Aufbereitung von Rezyklaten und vielem mehr eingesetzt werden.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)