Compoundier-Technologie für Polybutylenterephthalat (PBT) / Polyethylenterephthalat (PET) Compounds

Die Polymere PET und PBT gehören zu der Familie der Polyester. PET kann sowohl als amorphe Formmasse (PET-A) wie auch als teilkristalliner Werkstoff (PET-C) vorliegen. PBT gilt als teilkristallin. Beide sind thermoplastisch und durch Polykondensation hergestellt. Sie gehören zur Gruppe der technischen Kunststoffe. Oft wird auch der Begriff „Engineering Plastics“ verwendet. Dieser beschreibt im Wesentlichen die Hauptstärken und damit die Anwendungsfelder: Technische Teile mit herausfordernden mechanischen, thermischen und elektrotechnischen Anforderungsprofilen und chemischer Beständigkeit.

PET / PBT wurden in England in der 1940er Jahren erstmals in grösseren Mengen hergestellt. Die ursprünglichen Verwendungen in Textilien und Stoffen aller Art wurden auf Spritzguss- und Extrusions-Anwendungen ausgeweitet.

Aufgrund der schnelleren Kristallisation wird PBT hauptsächlich in Spritzguss-Anwendungen eingesetzt. Die ausgewogene Kombination von Steifigkeit und Festigkeit bei guter Zähigkeit und Wärmeformbeständigkeit sowie Dimensionsstabilität, auch in herausforderten Umgebungen, machen PBT Compounds in der Elektronik/Elektrotechnik, der Automobil- und Flugzeugindustrie sowie Weiteren zu einem wichtigen Werkstoff mit einem prognostizierten Wachstum von 5-7% pro Jahr.

Typische Anwendungen

Zu den Hauptanwendungen von PET (Polyethylenterephthalat) gehören Fasern (65%), Verpackungen (ca.29%), Folien (4%) und Spezialitäten (2%). Bei den Spezialitäten spielt der Compoundierschritt eine wichtige Rolle.

Durch Verstärkungs-, Füllstoff-, Flammschutzmittel, weitere Additive wie auch Elastomer Modifikationen werden die individuellen Eigenschaftsprofile erzielt. Dabei gilt es vor allem beim PBT (Polyethylenterephthalat) der Temperatur- und Schersensibilität in der Compoundier-Technologie Rechnung zu tragen. PET wie auch PBT werden auch als Blend-Partner in massgeschneiderten Compounds verwendet.

Anforderungen an die Aufbereitung von PBT und PET Compounds

Das Compoundieren ist entsprechend herausfordernd. So gilt es die polymeren Anteile und gegebenenfalls Blend-Anteile schonend und ohne Scherspitzen homogen aufzuschmelzen sowie die Anteile an Füllstoff- und Flammschutzmittel exzellent zu verteilen. Das ist sehr anspruchsvoll in der Compounded-Technologie. Die Verstärkungsfasern sind so einzutragen, dass die maximalen mechanischen Eigenschaften erzielt werden und gleichzeitig die Standzeiten in den entsprechenden Verfahrenszonen hoch bleiben.

Diese zum Teil einander entgegenlaufenden Anforderungen werden durch ausgeklügelte Verfahren gut beherrscht. Der BUSS Ko-Kneter bewährt sich seit langem bei der Compoundierung dieser anspruchsvollen Werkstoffe. Die moderaten und uniformen, wenn notwendig auch spezifisch anpassbaren Schergeschwindigkeiten und damit präzise Temperaturführung des BUSS Ko-Kneters spielen dabei die zentrale Rolle: In der Aufschmelzzone wird nur so viel Energie wie nötig dissipiert, ohne dass die polymeren Anteile dabei überstrapaziert werden. Die Füll- und Flammschutzmittel werden durch die hohen Faltungswerte innert kürzester Verfahrenslänge optimal verteilt, flussabwärts werden gegebenenfalls noch die Verstärkungsfasern dazu gefügt, vereinzelt und anschliessend umhüllt, um so die maximalen Faserlängen zu bewahren. Wichtige Akteure im Markt setzen ausschliesslich auf die spezifischen Vorteile die die BUSS Ko-Kneter Technologie in diesem Feld bietet.

Mit dem zweistufigen System des BUSS Ko-Kneters werden das Compoundieren und der Druckaufbauschritt konsequent voneinander entkoppelt. So können die Verfahrensschritte unabhängig optimiert werden. Der modulare und dadurch anpassbare Aufbau der ganzen Anlage und die breit abgestützte BUSS Verfahrensexpertise rund um die PBT- und PET-Compoundier-Technologie machen den BUSS Ko-Kneter zur sehr guten Wahl für das Compoundieren der breiten Palette von PET- und PBT-Compounds.

Elektrokabel und Isolierverschraubung aus PBT oder PET

Typisches Compoundier-Anlagenlayout für PBT / PET

Typisches Anlagenlayout für die PET-PBT-Compoundiertechnik

BUSS Compoundiersysteme bieten folgende spezifische Vorteile

  • 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. Dies erlaubt ein Aufbereiten bei niedrigen Drücken und tiefen Temperaturen sowie eine optimale Granulierung, während die Temperaturkontrolle jederzeit gewährleistet bleibt.
  • Gleichförmige, moderate Scherraten

    Gleichförmige Scherraten ermöglichen ein kontrolliertes Mischen bei tieferen Temperaturen, während nur die erforderliche Scherenergie für die anliegende Verfahrensaufgabe eingeleitet wird. Die enge Scherratenverteilung, im Vergleich zu alternativen Systemen, gewährleistet gleichförmige Scherverläufe für jedes einzelne Partikel. Dies führt zu einer hochwertigen Aufbereitung bei geringerer Energieeinleitung.
  • Präzise Temperaturführung
    Der BUSS Ko-Kneter erlaubt eine präzise Temperaturführung aufgund einer kontrollierten Energieeinleitung und gleichförmigen, moderaten Scherraten, sowie deren Temperaturüberwachung durch Thermoelemente, die in von Polymer umgebenen, hohlgebohrten Knetbolzen an relevanten Positionen entlang des Verfahrensteils montiert sind.
  • Intensives Mischen bei tiefem spezifischem Energieeintrag
    Mehrflügelige BUSS Compounder der neusten Generation erzielen ein höhere Mischwirkung bei einem um insgesamt 15–40 % niedrigeren spezifischen Energieeintrag. Dies liegt an einer höheren Zahl an Mischzyklen, die optimal auf die jeweiligen Prozesszone abgestimmt ist. Die zum Aufschmelzen erforderliche Energie wird nahezu ausschließlich mechanisch (dissipativ) als Scherenergie eingeleitet.
  • Geringere Beanspruchung von Polymer, Fasern und hochstrukturierten Füllstoffen

    Die moderaten Scherraten des BUSS Ko-Kneters gewährleisten eine kontrollierbare Scherung und niedrige Temperaturprofile und beanspruchen die Struktur von Fasern und hochstrukturierten Füllstoffen wie Russ deutlich weniger als andere Systeme. Mit der Compoundier-Technologie für PBT und PET führt dies zu besseren mechanischen und elektrischen Eigenschaften, verbessertem Fließverhalten und einem niedrigeren Verbrauch an teuren Additiven.

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