Bei Extrusionsprozessen werden verschiedene Arten von Additiven verwendet.

Zu den wichtigsten verwendeten Additivgruppen gehören:

Innere und äußere Schmiermittel, Nuklerierungsmittel, Viskositätsmodifikatoren, Wärmestabilisatoren und Antioxidantien, Schlagzähmodifikatoren, Farbstoffe und Pigmente, Füllstoffe …

Die Auswahl hängt von der Art des verwendeten Kunststoffs, den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts und den Spezifikationen der Extrusionsanlage ab. Auf die Funktion der einzelnen Additive und die Auswirkung ihrer Verwendung auf das Endprodukt wird hier nicht näher eingegangen.

Hier möchten wir jedoch genauer auf die Auswirkungen ihres Einsatzes auf die Effizienz der Plastifiziergruppe, auf ihre Produktivität und ihren Verschleiß eingehen.

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Die Produktivität einer Extrusionsanlage wird im Wesentlichen bestimmt durch:

• Schneckendurchflussrate (kg/h).

• Effizienz des Schmelzprozesses (Energieverbrauch, Homogenität der Schmelze).

• Fließstabilität (keine Ablagerungen, thermische Zersetzung oder Viskositätsänderungen).

• Zylinder- und Schneckenverschleiß (Lebensdauer der Komponenten und Wartungsanforderungen).

Die Effizienz der Plastifizierungsgruppe (Schnecke und Zylinder) bei der Kunststoffextrusion wird stark von den verwendeten Additiven beeinflusst, da diese die Rheologie des Materials, die Schmelztemperatur, die Fließfähigkeit und den Verschleiß der Komponenten verändern.

Natürlich können Zusatzstoffe auch allgemein positive Auswirkungen auf die Pflanzenproduktivität haben:

✅ Reduzierter Extruderverschleiß → Geringere Wartungskosten.

✅ Besserer Polymerfluss → Schnellere Extrusionsgeschwindigkeit.

✅ Kürzere Abkühl- und Stabilisierungszeiten → Höhere Produktivität.

✅ Bessere Produktqualität → Weniger Abfall und höhere Prozesswiederholbarkeit.

Tatsächlich ist der richtige Einsatz von Zusatzstoffen von entscheidender Bedeutung, um die Produktionseffizienz, die Produktqualität und die Senkung der Betriebskosten sicherzustellen.

Mögliche Probleme:

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🔴 Mineralische Füllstoffe und Glasfasern, Füllstoffe mit hoher Härte (Talk, Calciumcarbonat)

• Stark abrasive Materialien beschleunigen den Schneckenverschleiß und erfordern den Einsatz von Schnecken mit widerstandsfähigen Beschichtungen (z. B. Nitrierung, Wolframkarbid).

• Sie können außerdem zu Abrieb an den Zylinderwänden führen und so deren Lebensdauer verkürzen. Daher sind Zylinder erforderlich, die mit hochfesten Materialien (Bimetall) beschichtet sind.

• Mineralische Füllstoffe und Glasfasern können die Rohdichte des Materials erhöhen, was ein höheres Drehmoment an der Schnecke erfordert → Höherer Energieverbrauch.

🔴 Wärmestabilisatoren

• Einige Wärmestabilisatoren können sich bei hohen Temperaturen zersetzen und flüchtige Nebenprodukte erzeugen, die den Extruder verunreinigen.

🔴 Chemische Treibmittel

• Einige expandierende Verbindungen setzen Gase frei, die zu Druckschwankungen im Zylinder führen und Instabilität verursachen können.

🔴 Überschüssiges Schmiermittel

• Bei falscher Dosierung können sie Schlupfprobleme im Zylinder verursachen und die Effizienz des Schmelzens verringern: Eine übermäßige Menge kann einen Slip-Stick-Effekt mit Strömungsinstabilität und Druckschwankungen im Zylinder verursachen.

🔴 Achten Sie auf die Dosierung!

• Übermäßiger Einsatz einiger Additive kann die Viskosität der Schmelze stärker als nötig reduzieren und so zu Instabilitäten im Prozess führen.

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Welche Strategien gibt es also, um die Produktivität und Lebensdauer der Plastifiziergruppe zu optimieren?

Um die Effizienz des Extruders zu maximieren und vorzeitigen Verschleiß zu vermeiden, können die folgenden Strategien angewendet werden:

1. Schnecken- und Zylinderkonfiguration – Hierfür bietet Ihnen Viplas Hilfe und Unterstützung

• Schnecken mit optimierten Profilen (Barriere, Mischung, Entgasung) zur Verbesserung der Homogenität der Schmelze.

• Verschleißschutzbeschichtungen (Bimetall, Nitrierung, Wolframkarbid) zur Reduzierung der Auswirkungen abrasiver Belastungen.

• Überwachung von Temperaturen und Drücken, um Betriebsbedingungen zu vermeiden, die den Verschleiß beschleunigen.

2. Optimale Additivauswahl

• Achten Sie auf eine ausgewogene Verwendung von internen und externen Schmiermitteln, um ein gutes Gleiten ohne übermäßiges Rutschen zu gewährleisten.

• Verwenden Sie hochwertige Wärmestabilisatoren, um den Polymerabbau zu minimieren.

• Begrenzen Sie die Menge an abrasiven Ladungen oder verwenden Sie widerstandsfähige Materialien für Schnecke und Zylinder.

3. Temperatur- und Druckregelung

• Verhindern Sie eine Überhitzung durch präzise Steuerung der Zylinderheizzonen.

• Vermeiden Sie Druckschwankungen im Zylinder, die durch eine falsche Dosierung von Additiven entstehen können.

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Schlussfolgerungen

Der Einsatz geeigneter Additive im Extrusionsprozess hat einen erheblichen Einfluss auf die Produktivität und Effizienz, insbesondere auf:

• Verbesserte Fließfähigkeit und Stabilität, wodurch die Extrusionsgeschwindigkeit erhöht wird.

• Schutz von Zylinder und Schnecke, wodurch Verschleiß und Wartungskosten reduziert werden