Aufbereitung und Granulierung von Weich-PVC

In der ersten Hälfte des 19.Jahrhunderts wurde das Entstehen von PVC aus Vinlychlorid (VC) zum ersten Mal beschrieben. Um 1928 begann in den USA und 1930 in Deutschland die Grossproduktion von PVC. Nach dem 2. Weltkrieg war es bereits der meistproduzierte Kunststoff. Mit einem Chlorgehalt von 56,7% der molaren Masse ist PVC ein willkommenes Koppelprodukt in der Chlorproduktion. Aufgrund des niedrigen Anteils an Kohlenwasserstoff-basierten Bestandteilen weisen PVC-Werkstoffe vergleichsweise günstige Energiebilanzen und CO2-Fussabdrücke auf.

Durch die Zugabe von Weichmachern und weiteren Zusatzstoffen bei der PVC-P Compoundierung werden die Eigenschaftsprofile für die Anwendungen massgeschneidert. Aus mechanischem Blickwinkel können die Weichmacher als „Distanzhalter“ oder „Scharniere“ von benachbarten Makromolekülen betrachten werden. Sie erlauben eine grössere Beweglichkeit der PVC-Kettensegmente im Compoundiersystem. Je grösser die Weichmachermoleküle gewählt werden, desto geringerer fällt die Migration in Extrembelastungen aus.

Typische Anwendungen

Die breiten Temperatureinsatzgrenzen von -50 bis 70°C Dauertemperatur erlauben vielfältige Anwendungen wie Schläuche, Stopfen und Pufferelemente im Apparatebau. Die guten elektrischen Isolationseigenschaften machen Weich-PVC zur bevorzugten Draht- und Kabelisolierung für Spannungen bis 10 kV. Im Bauwesen kommt Weich-PVC (PVC-P) sehr breit zur Anwendung. So werden Bauten-, Fugen- und Fensterdichtungen, Dehn-, Gleit- und Abdeckprofile, Fussboden-, Tisch- und Wand-Beläge und viele mehr realisiert. In der Medizintechnik werden höchst anspruchsvolle Systeme für Blutkonserven und Infusionslösungen ausschliesslich aus PVC-P Compoundierungen hergestellt. Viele weitere Anwendungsfelder in der Automobil-, Verpackungs- und Bekleidungs-Industrie bestehen seit Langem und werden laufend weiter- und neuentwickelt.

Anforderungen an die PVC-P Compoundierung

Das Aufbereiten von Weich-PVC erfolgt in der Regel über einen Heiss-/Kühl-Mischvorgang in der Pulverphase mit anschliessendem Compoundieren auf dem BUSS Ko-Kneter für alle Verarbeitungsprozesse, bei denen Granulate benötigt werden. Die erheblichen Weichmacher-Anteile, Stabilisator-Pakete und in vielen Fällen auch hohe Füllstoffanteile erfordern eine gezielte, wohlkontrollierte Prozessführung in Compoundiersystemen.

Die Anforderungen an die PVC-P Compoundierung können wie folgt beschrieben werden: Der im porösen PVC-Korn absorbierte Weichmacheranteil und weitere Rezepturanteile wie Stabilisatoren, Additive, Füll- und Verstärkungsstoffe, Flammschutzmittel, etc. müssen gezielt während des Compoundierprozesses geliert, dispersiv und distributiv vermischt und aufgeschlossen werden. Dabei sind wohldefinierte Temperaturgrenzen einzuhalten.

Der BUSS Ko-Kneter kann sein Stärkenprofil mit uniformen, moderaten und im Bedarfsfall anpassbaren Schergeschwindigkeiten ausspielen. Die freien Volumina werden entlang der Prozessachse auf die Erfordernisse hin ausgelegt und realisiert. Niedrige spezifische Energien bei intensivsten Mischvorgängen, volumetrische Scale-up Vorgänge und höchste Verfügbarkeit durch breite Operationsfenster verdeutlichen die Technologie und Marktführerschaft beim Aufbereiten von Weich-PVC seit über 60 Jahren.

Spritze und Infusionsschlauch als Anwendungen von PVC-P Compoundierung

Typisches Anlagenlayout für die Aufbereitung von Weich-PVC

Typisches Anlagenlayout für PVC-P Compoundierung

Vorteile der BUSS Technologie für die Aufbereitung von Weich PVC

  • Compoundieren und Druckaufbau in zwei unabhängigen Schritten optimierbar
    Das Mischen im Ko-Kneter erfolgt unabhängig vom Druckaufbau in der nachgeschalteten Austragseinheit, was ein individuelles Optimieren der beiden Prozess-Schritte erlaubt. Dieses Compoundiersystem erlaubt ein Aufbereiten bei niedrigem Druck und tiefen Temperaturen sowie eine optimale Granulierung, während die Temperaturkontrolle jederzeit gewährleistet bleibt.

  • Intensives distributives Mischen
    Der BUSS Ko-Kneter gewährleistet ein intensives verteilendes Mischen, da die Überlagerung von Rotation und Axialbewegung der Misch- und Knetschnecke Dehnströmungen bewirkt sowie eine grosse Anzahl an Scheroberflächen und dabei ein kanalübergreifendes Mischen erzeugt.

  • Gleichförmige, moderate Scherraten
    Gleichförmige Scherraten ermöglichen ein kontrolliertes Mischen in der Compoundiermaschine bei tieferen Temperaturen, während nur die erforderliche Scherenergie für die anliegende Verfahrensaufgabe eingeleitet wird. Die enge Scherratenverteilung, im Vergleich zu alternativen Compoundiersystemen, gewährleistet gleichförmige Scherverläufe für jedes einzelne Partikel. Dies führt zu einer hochwertigen Aufbereitung bei geringerer Energieeinleitung.

  • Entgasung von flüchtigen Bestandteilen
    Flüchtige Stoffe werden in der Regel durch eine Vakuum-Entgasung am Ende des Verfahrensteils oder ergänzend in der Austragseinheit entfernt.  Die hohe Zahl an Mischzyklen, Scherungen und Umschichtungen der BUSS Ko-Kneter-Technologie sorgt für eine kontinuierliche Erneuerung der Compound-Oberfläche. Auf diese Weise können eingetragene Luft oder flüchtige Bestandteile hocheffizient minimiert werden.

  • Breites, robustes Prozessfenster
    Der BUSS Ko-Kneter verfügt über ein extrem breites Prozessfenster und entsprechend robuste Verfahren. Der kontrollierte Schereintrag sowie niedrige Drücke und Temperaturen im Prozessraum sorgen für einfach zu steuernde Verfahrensbedingungen. Dies bei ausgezeichneter Temperaturkontrolle, dank ständiger Überwachung durch in Knetbolzen montierte Thermoelemente, die von geschmolzenem Polymer umflossen sind.

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  • COMPEO
  • Buss Kneader technology
  • Buss Kneader technology for PVC pelletizing