Compoundier-Systeme für Polycarbonat-Compounds

Die Compounds auf Polycarbonat (PC)-Basis gehören zur Gruppe der technischen Kunststoffe. Oft wird auch der Begriff „Engineering Plastics“ verwendet. Dieser beschreibt im Wesentlichen die Hauptstärken und damit die Anwendungsfelder: In technischen Teilen wird die sehr gute Schlagzähigkeit in einem breiten Dauereinsatztemperaturfeld geschätzt, während die exzellente Transparenz breite optische sowie auch Datenträger-Anwendungen ermöglicht. In Bauwesen wird PC gegenüber alternativen Materialien wegen der guten Flammwidrigkeits-Eigenschaften eingesetzt.

Typische Anwendungen

Polycarbonat wurde Ende des 19. Jahrhunderts erstmals beschrieben, aber erst seit den 1950er-Jahre durch die Firmen Bayer (heute Covestro) und General Electric (heute Sabic) grosstechnisch produziert. Später kamen weitere Hersteller dazu. Neben den oben erwähnten Haupteigenschaften haben die folgenden Eigenschaften ebenfalls Bedeutung gewonnen: Sehr gutes elektrisches Isolationsvermögen, Sterilisierbarkeit und Kombinierbarkeit mit anderen Kunststoffen wie ABS, ASA oder PBT zu entsprechend massgeschneiderten Blends. So gewannen Polycarbonat (PC) Anwendungen in der Elektronik/Elektrotechnik, der Medizintechnik sowie der Fahr- und Flugzeugindustrie eine grosse Bedeutung.

Anforderungen an die Aufbereitung von Polycarbonat Compounds

Dem Compoundier-System kommt bei allen Polycarbonat PC Werkstoffen wichtige Bedeutung zu: Die Polycarbonat Grundstoffe liegen meist Pulver- oder Chips-förmig vor und werden in das Compoundier-System via Compoundierschritt unter Zugabe von Additiv-Komponenten in Granulatform gebracht, so beispielsweise bei transparenten Formmassen. In vielen Fällen kommen Verstärkungs-, Flammschutzmittel, Farben oder wie erwähnt die Blend-Partner dazu. Das Compoundieren dieser Materialien wird entsprechend anspruchsvoll und erfordert massgeschneiderte Lösungen. So gilt es die polymeren Komponenten möglichst schonend aufzuschmelzen, Flammschutzmittel exzellent zu verteilen und die Verstärkungsfaser so einzutragen, dass die angestrebten mechanischen Eigenschaftsprofile erzielt werden.

Diese hohen Ansprüche werden durch wohldurchdachte Compoundierverfahren adressiert und sehr gut beherrscht. Der BUSS Ko-Kneter kann im direkten Vergleich mit alternativen Compoundier-Systemen seine spezifischen Stärken sehr gut ausspielen: Die äusserst uniformen und moderaten Schergeschwindigkeiten generieren die geringstmögliche Vergilbung, da das System keine Hotspots erzeugt. Für transparente Formulierungen ist dies von zentraler Bedeutung. Die Charakteristik des BUSS Ko-Kneters, breite Viskositätsspektren einwandfrei verarbeiten zu können, erlaubt sehr breite und robuste Operationsfenster. So können PC Blends, verstärkte, flammgeschütze oder höchstviskose Formulierungen und auch deren Kombinationen meist mit einer Wellengeometrie verarbeitet werden.

Details eines Autoscheinwerfers aus Polycarbonat (PC)

Mit dem zweistufigen System des BUSS Ko-Kneters werden das Compoundieren und der Druckaufbauschritt konsequent voneinander entkoppelt. So können die Verfahrensschritte unabhängig optimiert werden. Für PC Compounds wird meist eine Zahnradpumpe als Druckaufbauorgan für die Granulierung verwendet. Das aufklappbare Gehäuse des Compoundier-Systems und des BUSS Ko-Kneters sichert einen schnellen Zugang und hohe Verfügbarkeit des Systems. Der modulare und dadurch anpassbare Aufbau der ganzen Anlage und die breit abgestützte BUSS Verfahrensexpertise machen den BUSS Ko-Kneter zur sehr guten Wahl für das Compoundieren von anspruchsvollen Polycarbonaten.

Typisches Compoundier-Anlagenlayout für Polycarbonat (PC)

Typischer Anlagenaufbau für Polycarbonat (PC)-Compoundier-Systeme

BUSS Compoundiersysteme bieten folgende spezifische Vorteile

  • Hohe Füllgrade erzielbar
    Die BUSS Technologie erlaubt Füllstoffanteile von bis zu 90%, durch das Aufteilen auf 2-3 Zuführpositionen, nutzen von Einspeiseorganen wie Seitenzuführschnecken, gravimetrischer Zuführung von Füllstoffen, Rückwärtsentlüftung und einer hervorragenden Fördereffizienz. Die moderaten Scherraten des Ko-Kneters erlauben eine mühelose Handhabung der hohen Viskositäten, die bei hohen Füllstoffgraden entstehen.

  • 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.

  • Enges Temperaturspektrum
    Mit dem BUSS Ko-Kneter kann dank gleichförmiger, moderater Scherraten im ganzen Schneckengang ein enger, definierter Temperaturbereich eingehalten und die Temperaturspitzen anderer Systeme vermieden werden. Dies erlaubt das präzises Einhalten eines engen Temperaturspektrums über die ganze Verfahrenslänge.

  • 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.

  • Temperaturkontrolle an jeder Bolzenposition
    Thermofühlerbolzen, die an jeder Position entlang des Verfahrensteils montiert werden können, ermöglichen eine optimale Temperaturkontrolle, indem die Temperaturgrenzen des jeweiligen Compounds präzise überwacht werden können. Eine hohe Genauigkeit wird dadurch sichergestellt, dass die Thermofühlerbolzen permanent von geschmolzenem Compound umgeben sind und der Einfluss der Gehäusetemperierung praktisch vernachlässigt werden kann. Dies ist ein wichtiger Bestandteil einer Online-Qualitätskontrolle.

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