Unikanie wilgotnościowych błędów w odlewach – Wilgotność, reologia i właściwości odlewów

Abb. Przygotowanie i pomiar próbek w glovebox na KUZ

Podczas produkcji wysokiej jakości elementów wtryskowych z poliamidów odgrywa istotną rolę wilgotność przetwarzanego granulatu. Zmienna jakość elementów formowanych najczęściej można wyeliminować poprzez kontrolę wilgotności granulatu w trakcie procesu. Jest to bardzo istotne, ponieważ wilgotność może się znacznie różnić przy każdej partii materiału. Aby to zrekompensować, materiał – zazwyczaj raczej dłużej niż krócej – jest suszony. Kolejnym problemem są różne metody pomiaru zawartości wilgoci lub wody w tworzywach sztucznych. Różnią się one pod względem zasad pomiaru i dokładności, dlatego wyniki pomiarów często nie są porównywalne. Szczególnie w przypadku pomiaru niskich zawartości wody poniżej 0,1 % dostępnych jest tylko kilka metod.

W ramach projektu badawczego w Centrum Tworzyw Sztucznych w Lipsku (KUZ) badany jest związek między wilgotnością granulatu, rheologią a właściwościami elementów formowanych. Jednocześnie analizowana jest wiarygodność różnych metod pomiaru wilgotności. Celem projektu jest opracowanie wskazówek dla przetwórców tworzyw sztucznych, aby podczas wtrysku elementów technicznych z PA6 osiągnąć stałą wysoką jakość wyrobów i zminimalizować odpad.

W akredytowanym laboratorium badawczym KUZ od wielu lat zajmuje się pomiarami zawartości wody metodą titracji Karl-Fischer (KFT), szczególnie w przypadku niskich zawartości wody (<0,1 %). W ramach przygotowań do projektu zmodernizowano dostępne w KUZ urządzenie pomiarowe oraz zakupiono system pomiarowy z automatycznym wymieniaczem próbek firmy ECH Elektrochemie Halle GmbH. Aby poprawić dokładność i powtarzalność pomiarów KFT, urządzenie zostało zamknięte w gloveboxie, w którym odbywa się przygotowanie i pomiar próbek.

Oprócz KFT używane są trzy inne metody pomiaru zawartości wody, aby umożliwić porównanie metod pomiarowych. Stronę rheologiczną bada się za pomocą wtryskowego rheometru opracowanego w KUZ. Dodatkowo przeprowadzane są próbne pomiary za pomocą ekstrudacyjnego rheometru oraz wyznaczane są wartości liczby lepkości i MVR. Dodatkowym elementem jest wstępne suszenie granulatu. W ramach projektu warunki suszenia będą modyfikowane, aby określić wpływ na wilgotność przetwarzania i lepkość stopu. Wyniki projektu będą szczególnie interesujące dla przetwórców tworzyw sztucznych, którzy przetwarzają poliamidy i chcą zoptymalizować swoją linię produkcyjną.

Czas trwania: 01/2020 - 06/2022, finansujący: BMWi, FKZ: 49MF190136
Osoba kontaktowa: Janine Dubiel, tel. 0341 4941810, dubiel@kuz-leipzig.de