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Migrationsmodell zur Vorhersage der Gleitmittelmigration beim Spritzguss

Forschung am SKZ

12/07/2017

Das SKZ untersucht das Migrationsverhalten von Gleitmitteln in TPE-S.

Additive beeinflussen maßgeblich die unterschiedlichsten Eigenschaften von Kunststoffen wie beispielsweise Flammschutz, Stabilisierung, Farbe und Vernetzung. Sie sind daher aus dem modernen Repertoire zur Entwicklung von maßgeschneiderten Compounds nicht wegzudenken. Von besonderer Bedeutung in der Liste der Additive sind äußere Gleitmittel oder Entformungshilfen. Im Gegensatz zu den meisten anderen Hilfsmitteln spielen diese jedoch fast ausschließlich beim Formgebungsprozess des Zwischen- oder Endproduktes eine entscheidende Rolle, haben allerdings im Anschluss zumeist keine Funktion mehr.

Vor allem beim Spritzguss von thermoplastischen Elastomeren (TPE-S) ist der Einsatz externer Gleitmittel, bedingt durch die sehr hohe Wandhaftung am Verarbeitungswerkzeug, oft unerlässlich. Dies führt jedoch häufig bei diversen Folgeprozessen zu Problemen, da das „Ausblühen“ (Blooming) der Substanzen durch Migration nicht selten zu sichtbarer oder unsichtbarer Belagsbildung führt, welche ihrerseits Schweiß-, Klebe- oder Druckprozesse erschwert oder die Verbundhaftung von Hart/Weich Verbunden langfristig negativ beeinflusst. Um solche Probleme frühzeitig erkennen und vermeiden zu können, ist es notwendig, das Migrationsverhalten von Gleitmitteln wenn möglich bereits bei der Rezepturerstellung zuverlässig vorauszusagen. Obwohl diese Probleme bereits seit längerem bekannt sind, wurden hierzu noch keine ausreichenden Untersuchungen angestellt.

Hier setzt ein Forschungsprojekt des SKZ an, in welchem das Migrationsverhalten von Gleitmitteln und deren Einflüsse auf die Verarbeitbarkeit von TPE-S beim Spritzgießen untersucht werden soll. Durch zeitabhängige Quantifizierung der migrierten Gleitmittel soll ein theoretisches Migrationsmodell überprüft und gegebenenfalls so angepasst werden, dass eine präzise Voraussage des Migrationsverhaltens bestimmter Gleitmittel ermöglicht wird. Ferner soll eine mögliche Korrelation zwischen den auftretenden Entformungskräften und Reibungskoeffizienten sowie der Verbundhaftung und Migrationswerte ermittelt werden.

Entformungskraftmessung mit Greifer

Entformungskraftmesser mit Greifer

2K-Schälprüfkörper

2K-Schälprüfkörper

Die Ergebnisse dieses Forschungsprojektes ermöglichen eine zielgerichtete Auswahl von einzusetzenden Entformungshilfen und sind von höchstem Wert für Compoundeure, Additivhersteller, Verarbeiter und Materialentwickler.

Das IGF Projekt 18444N wird über die AiF (Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen) im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Das zweijährige Projekt begann am 1. Mai 2016 und wird aktuell von elf Firmen unterstützt.

GC-MS

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