Evitare difetti di forma causati dall'umidità – Umidità, reologia e proprietà dei pezzi stampati

Fig. Preparazione e misurazione del campione nella glovebox presso il KUZ

Durante la produzione di pezzi stampati di alta qualità in poliammide, l'umidità del granulato utilizzato svolge un ruolo importante. Una qualità variabile dei pezzi può essere evitata principalmente attraverso il controllo continuo dell'umidità del granulato durante il processo. Questo è di grande rilevanza, poiché l'umidità può variare significativamente da un lotto di materiale all'altro. Per compensare ciò, il materiale viene essiccato — preferibilmente più a lungo che troppo poco. Un altro problema sono i diversi metodi di misurazione del contenuto di umidità o acqua nelle plastiche. Questi differiscono notevolmente per principio di misurazione e precisione, motivo per cui i risultati ottenuti sono spesso non confrontabili. In particolare, per la misurazione di bassi contenuti di acqua inferiori allo 0,1%, sono adatte solo poche metodologie.

In un progetto di ricerca presso il Centro di Polimeri di Lipsia (KUZ), si indaga la relazione tra umidità del granulato, reologia e caratteristiche dei pezzi stampati. Contemporaneamente, si valuta l'affidabilità di diversi metodi di misurazione dell'umidità. L'obiettivo del progetto è sviluppare linee guida per gli operatori di plastica, affinché possano ottenere una qualità costante elevata dei pezzi durante lo stampaggio di parti tecniche in PA6 e ridurre al minimo gli scarti.

Nel laboratorio di prova accreditato, il KUZ si occupa da molti anni della determinazione del contenuto di acqua tramite titolazione di Karl Fischer (KFT), in particolare per bassi contenuti di acqua (<0,1%). In preparazione al progetto, è stato aggiornato lo strumento di misurazione presente al KUZ e acquisito un sistema di misurazione con scambiatore automatico di campioni della ECH Elektrochemie Halle GmbH. Per migliorare la precisione e la riproducibilità della KFT, questa è stata installata in una cappa di guanti, dove si svolgono la preparazione e la misurazione dei campioni.

Oltre alla KFT, vengono utilizzati altri tre metodi per determinare il contenuto di acqua, al fine di confrontare le metodologie di misurazione. La parte reologica viene studiata tramite un reometro di stampaggio sviluppato presso il KUZ. Sono inoltre effettuate misurazioni campionarie con un reometro di estrusione e vengono determinati il numero di viscosità e il valore MVR. Un ulteriore focus è sulla pre-essiccazione del granulato. Nel quadro del progetto, le condizioni di essiccazione vengono variate per determinare l'influenza sull'umidità di lavorazione e sulla viscosità della fusione. I risultati del progetto saranno particolarmente interessanti per gli operatori di plastica che lavorano con poliammidi e desiderano ottimizzare la propria catena di processo.

Durata: 01/2020 - 06/2022, finanziatore: BMWi, FKZ: 49MF190136
Referente: Janine Dubiel, Tel. 0341 4941810, dubiel@kuz-leipzig.de