Extrusion thermoplastischer Schäume mit alternativen Treibmitteln

Bei der Extrusion thermoplastischer Schäume mit physikalischen Treibmitteln führt das Verbot der jahrzehntelang als Treibmittel eingesetzten FCKW zu gravierenden Veränderungen. Dazu gehören sowohl die Auswirkungen einer Treibmittelveränderung auf die Anlagentechnik als auch auf den Prozeßablauf und die resultierende Schaumqualität. Diese Arbeit bietet eine umfassende Analyse aller wesentlichen Schritte der thermoplastischen Schaumextrusion. Dabei wird eine Methode zur Messung der Viskosität von treibmittelbeladenen Schmelzen und die Ergebnisse zahlreicher Viskositätsmessungen unterschiedicher Gemische vorgestellt. In Anlehnung an das Zeit-Temperatur-Verschiebungsprinzip wurde ein spezielles Verschiebungsprinzip zur Berücksichtigung des Treibmittelanteils entwickelt. Auf diese Wiese kann auch ohne aufwendige Versuchsreihen die rechnergestützte Auslegung von Werkzeugen für die Schaumextrusion erfolgen. Für die Charakterisierung des Polymers im Hinblick auf eine gute Verschäumbarkeit auch bei hohen Dehngeschwindigkeiten wird ein Rheometer zur Bestimmung der biaxialen dehnrheologischen Schmelzeigenschaften vorgestellt. Dabei werden Einflüsse der Temperatur, der Dehngeschwindigkeit und des Molekulargewichts des Polymeren diskutiert. Weiterhin wird eine Methode zur direkten Bestimmung der Diffusions- und Sorptionsparameter von physikalischen Treibnitteln in Polymerschmelzen vorgestellt. Ein Vergleich der Meßwerte mit theoretischen Modellen zur Sorption zeigt eine gute Übereinstimmung der beiden Ansätze. Zur Beurteilung der Schaumqualität werden Ansätze zur Korrelation der Prozeßparameter einerseits und der resultierenden Schaumqualität andererseits in Anlehnung an die statistische Versuchsplanung vorgestellt. Der Einfluß von Nukleierungsmitteln auf die Schaumstruktur wird anhand von Praxisbeispielen diskutiert.