Hochtemperatur-Extrusionsanlage zur Herstellung von Mono- oder Bikomponenten-Garnen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Innerhalb des AiF-Projektes Pomelad (IGF Nr. 56 EN/1) wurden an der Anlage Polymerblends aus Polpropylen und Polyethylen ausgesponnen. Durch den in der Anlage integrierten Doppelschneckenextruder war es möglich die Polymere inline zu compoundieren und auf diese Weise grundlegende Erkenntnisse im Bereich der Extrudierbarkeit von PP/PE-Polymerblends zu gewinnen. Innerhalb einer Bachelorarbeit in Kooperation mit dem Institut für Biologie II der RWTH Aachen wurden an der Anlage Segmented Pie-Bikomponentenfasern ausgesponnen. Die Vorversuche wurden erfolgreich abgeschlossen und bilden nun die Grundlage für die Beantragung eines Projektes zum faserbasierten Nachbau biologischer Haftorgane. Im Zusammenhang mit dem ZIM-Projekt LaSyNaRo (KF2497116SL0) wurden an der Anlage biobasierte Polymere und biobasierte Polymerblends (Polypropylen, Polyethylen) in hohen Mischungsverhältnissen verarbeitet. Nur durch die Nutzung des in der Anlage integrierten Doppelschneckenextruders konnte eine Entmischung der Blendkomponenten im schmelzeflüssigen Zustand vermieden werden. Aus den Ergebnissen der Arbeit konnten wichtige Erkenntnisse für die Verarbeitung von biobasierten Polymeren und Poylmerblends in den Bereichen der Extrusion, der Fadenbildung, sowie den mechanischen Eigenschaften der Erzeugten Filamente gewonnen werden. Im Rahmen der DFG-Antragsstellung „Fundamentals of fine high temperature resistant fibres for carbon fibre reinforced thermoplastic composites in aerospace applications” wurden auf der Anlage Vorversuche durchgeführt. Innerhalb des Projektes soll ein hochtemperaturbeständiges Material, Polyetheretherketon verarbeitet werden. Da die Anlage für die Verarbeitung von Polymeren mit höheren Verarbeitungstemperaturen geeignet ist, kam sie für diese Vorversuche zum Einsatz. Diese Vorversuche dienen als weitere Grundlage für die Stellung weiterer Anträge im Bereich von hochtemperaturbeständigen Polymeren. Innerhalb des AiF-Projektes Blends 4 Innovation (IGF Nr. 115 EN/1) sind an der Anlage Versuche mit PA/PET, PA/PP und PET/PP Blends geplant. Diese sollen sowohl unter Verwendung der Doppelschnecke als auch unter Verwendung der Anlage als Einschneckenextuder ausgesponnen werden. Durch diese Versuche ist der Nachweis der Verarbeitbarkeit oben genannter Polymerblends im Industriemaßstab möglich. Für das Projekt VIP Organo (03V0671) wurden nanomodifizierte Garne ausgesponnen. Das Matrixpolymer war Polyamid 6 und als Füllstoff wurde nanoskaliges Titandioxid verwendet, welches die Wärmeleitfähigkeit der Filamente erhöhen soll. Getestet wurden Füllstoffgehalte von bis zu 20 Gew.-%. Hierfür wurde auch die Möglichkeit des Inline-Compounders genutzt. Im weiteren Verlauf des Projektes sollen aus den so hergestellten Filamenten zusammen mit Glasfasern Hybridgarne commingelt werden, die daraufhin, für die Herstellung von Organomatten, zu einem Gewebe verarbeitet werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- „High-temperature bicomponent melt spinning“. Man-Made Fiber Year Book 2012 (2012), S. 55-56
Gierlings, S.; Seide, G.; Gries, T.
