Voorkomen van vochtgerelateerde vormfoutjes – Vocht, rheologie en vormeigenschappen

Afbeelding. Monstervoorbereiding en -meting in de glovebox bij KUZ

Bij de productie van hoogwaardige spuitgietonderdelen van polyamiden speelt de vochtigheid van het verwerkte granulaat een grote rol. Een fluctuerende kwaliteit van de vormdelen kan meestal alleen worden voorkomen door procesbegeleide controle van de vochtigheid van het granulaat. Dit is van groot belang, omdat de vochtigheid bij elke materiaalbatch sterk kan variëren. Om dit te compenseren, wordt het materiaal – bij voorkeur eerder te lang dan te kort – gedroogd. Een ander probleem zijn verschillende meetmethoden voor het bepalen van het vocht- of watergehalte van kunststoffen. Deze verschillen sterk qua meetprincipe en nauwkeurigheid, waardoor gemeten resultaten meestal niet vergelijkbaar zijn. Vooral voor het meten van lage watergehalten van <0,1 % komen slechts enkele methoden in aanmerking.

In een onderzoeksproject aan het Kunststof Centrum in Leipzig (KUZ) wordt de relatie tussen granulaatvochtigheid, rheologie en eigenschappen van vormdelen onderzocht. Tegelijkertijd wordt de betrouwbaarheid van verschillende vochtmetingsmethoden bekeken. Het doel van het project is het ontwikkelen van richtlijnen voor kunststofverwerkers om bij het spuitgieten van technische onderdelen uit PA6 een continu hoge kwaliteit te bereiken en afval te minimaliseren.

In het geaccrediteerde testlaboratorium houdt het KUZ zich al vele jaren bezig met het bepalen van het watergehalte door middel van KarlFischer-titratie (KFT), vooral bij lage watergehalten (<0,1 %). Ter voorbereiding op het project is het aanwezige meetinstrument bij het KUZ vernieuwd en is een meetsysteem met automatische monsterwisselaar van ECH Elektrochemie Halle GmbH aangeschaft. Om de meetnauwkeurigheid en reproduceerbaarheid van de KFT te verbeteren, is deze ondergebracht in een glovebox, waarin de monstervoorbereiding en -meting plaatsvinden.

Naast de KFT worden drie andere methoden gebruikt om het watergehalte te bepalen, zodat een vergelijking van de meetmethoden mogelijk is. De rheologische kant wordt onderzocht met behulp van een door het KUZ ontwikkelde spuitgietrheometer. Daarnaast worden steekproefsgewijze metingen uitgevoerd met een extrusierheometer en worden viscositeitsgetal en MVR-waarde bepaald. Een extra focus ligt op de voor- en nadroog van het granulaat. In het kader van het project worden de droogomstandigheden gevarieerd om de invloed op de verwerkingsvochtigheid en de smelteviskositeit te bepalen. De projectresultaten zullen vooral interessant zijn voor kunststofverwerkers die polyamiden verwerken en hun procesketen willen optimaliseren.

Duur: 01/2020 - 06/2022, subsidiegever: BMWi, FKZ: 49MF190136
Contactpersoon: Janine Dubiel, Tel. 0341 4941810, dubiel@kuz-leipzig.de