Wie lässt sich die Teilequalität bei PA6 verbessern?

Am KUZ wird erforscht, wie sich beim Spritzgießen technischer Teile aus PA6 eine kontinuierlich hohe Teilequalität erreichen lässt. Dabei erfolgen unter anderem Probenvorbereitungen und –messungen in der Glovebox. Foto: KUZ

Ein Forschungsprojekt am KUZ erforscht, wie sich beim Spritzgießen technischer Teile aus PA6 eine kontinuierlich hohe Teilequalität erreichen lässt.

Dem Forschungsprojekt widmet sich das Kunststoff-Zentrum in Leipzig (KUZ), da bei der Herstellung von qualitativ hochwertigen Spritzgussteilen aus PA6 die Granulatfeuchtigkeit des verarbeiteten Werkstoffs eine große Rolle für die Teilequalität spielt. Dabei untersucht das Forschungsprojekt den Zusammenhang von Granulatfeuchte, Rheologie und Formteileigenschaften bei Spritzgießteilen.

Teilequalität hängt von der Granulatfeuchte ab

Eine schwankende Qualität der Formteile kann meist nur durch die prozessbegleitende Kontrolle der Granulatfeuchte vermieden werden. Das ist von hoher Relevanz, da die Feuchte bei jeder Materialcharge stark variieren kann. Um dies auszugleichen, wird das Material – vorzugsweise eher zu lange als zu kurz – getrocknet.

Ein weiteres Problem sind unterschiedliche Messmethoden zur Bestimmung des Feuchte- beziehungsweise Wassergehalts von Kunststoffen. Diese unterscheiden sich hinsichtlich ihres Messprinzips und ihrer Genauigkeit stark, weshalb gemessene Ergebnisse vorwiegend nicht vergleichbar sind. Insbesondere für die Messung geringer Wassergehalte von <0,1 % kommen nur wenige Methoden infrage.

Handlungshinweisen für die Verarbeitung von PA6 sind das Ziel

Gleichzeitig wird im Projekt die Aussagefähigkeit verschiedener Feuchtemessmethoden betrachtet. Ziel des Projekts ist es, Handlungshinweisen für Kunststoffverarbeiter zu erarbeiten, um beim Spritzgießen technischer Teile aus PA6 eine kontinuierlich hohe Teilequalität zu erreichen und Ausschuss zu minimieren.

Im akkreditierten Prüflabor beschäftigt sich das KUZ seit vielen Jahren bereits mit der Wassergehaltsbestimmung mittels Karl-Fischer-Titration (KFT), insbesondere von geringen Wassergehalten (<0,1 %). In Vorbereitung auf das Projekt wurde das im KUZ vorhandene Messgerät erneuert und ein Messsystem mit automatischem Probenwechsler von ECH Elektrochemie Halle angeschafft. Um die Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit der KFT zu verbessern, wurde diese in eine Glovebox eingehaust, in welcher die Probenvorbereitung und -messung stattfinden.

Ein Fokus liegt auch auf der Vortrocknung des Granulats

Neben der KFT werden drei weitere Methoden zur Bestimmung des Wassergehalts verwendet, um einen Vergleich der Messmethoden zu ermöglichen. Die rheologische Seite wird durch Untersuchungen mit dem am KUZ entwickelten Spritzgießrheometer betrachtet. Dazu kommen stichprobenartige Messungen mit einem Extrusionsrheometer und die Ermittlung von Viskositätszahl und MVR-Wert. Ein zusätzlicher Fokus liegt auf der Vortrocknung des Granulats. Im Rahmen des Projekte werden die Trocknungsbedingungen variiert, um den Einfluss auf die Verarbeitungsfeuchte und die Schmelzeviskosität zu bestimmen.

Das KUZ bietet auch Seminare zur "Maßhaltigkeit von Formteilen“ an – etwa im September 2020.

sk