Extrusion 7-2024

Online-Rheologische Messungen zur Formulierungsentwicklung und Rezyklatgewinnung Stabilisierung durch Antioxidantien Wie alle organischen Verbindungen werden auch Kunst- stoffe durch Luftsauerstoff geschädigt, d.h. oxidiert. Eine radikalische Kettenreaktion, initiiert durch Licht oder Wärme, führt zur Bildung von OH-Radikalen und soge- nannten Hydroperoxiden, die die Polymerketten sehr rasch abbauen. Bestmögliche Stabilisierung wird heute durch die synergistische Wirkung von zwei Antioxidantien- typen erreicht. Das primäre Antioxidans zur Deaktivierung des OH-Radikals enthält häufig phenolische Strukturen. Se- kundäre Antioxidantien, zum Beispiel organische Phos- phite fangen die Hydroperoxide ab. Die notwendige Stabilisatorkonzentration und das Verhältnis der beiden Antioxidantien sind abhängig vom jeweiligen Kunststoff, Alle organischen Substanzen, somit auch Kunststoffe wie Polypropylen (PP) unterliegen in Gegenwart von Sauerstoff einem Autooxida- tionsprozess. Dieser findet bei den hohen Temperaturen der Schmelzeverarbeitung wie der Compoundierung und dem Spritzguss er- heblich beschleunigt statt. Die Folge bei PP ist ein Abbau der Polymerketten, also eine Degra- dation der Molmasse. Antioxidantien verlang- samen den Abbau. Ohne diese Additive ließen sich die bekannten Gebrauchsgegenstände gar nicht erst herstellen. Bisher wird bei der Ent- wicklung von neuen Compounds der optimale Anteil an Antioxidantien in umfangreichen und damit kostenintensiven Versuchsreihen ermit- telt. Schließlich möchte der Verarbeiter die Eigenschaften des Kunststoffs bestmöglich er- halten. Bei der Rezyklatgewinnung aus Altma- terialchargen stark wechselnder Qualität sind langwierige Vorversuche hingegen kaum mög- lich. Forschende am Fraunhofer-Institut für Be- triebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF sehen in online-rheologischen Untersuchun- gen eine vielversprechende Methode, den Entwicklungsprozess zu beschleunigen. den Verarbeitungsbedingungen und von der Anwendung. Im Maßschneidern des Antioxidantienverhältnisses und der Gesamtmenge liegt eine enorme Chance beste Pro- duktqualität bei minimalen Kosten zu erzielen. Stabilisatoren passend zu Kunststofftypen und Alterungszustand Da bei den hohen Temperaturen der Schmelzeverarbei- tung der Oxidationszyklus millionenfach schneller abläuft als bei der Umgebungstemperatur, kommt den Antioxi- dantien als Verarbeitungsstabilisatoren eine besondere Rolle zu. Für jedes Compound gibt es eine optimierte Sta- bilisatorkonzentration, oberhalb derer keine Verbesserung mehr erreicht wird. Diese Menge muss bei der Entwicklung Extrusion 7/2024 32 Aufbereiten – Aus der Forschung