Additive Möglichkeiten und Trends - Opti

Opti-Polymers
GmbH
Funktion von Gleitmittel
in thermoplastischen
Kunststoffen
Additive
Möglichkeiten und
Trends
Veranstaltung der Fachgruppe
Materialentwicklung des PolymerMat
e.V. Kunststoffcluster Thüringen.
TU Ilmenau 14. April 2010
Opti-Polymers
GmbH
Gleitmittel und deren technische
Einstufung bei der
Kunststoffenverarbeitung
Herstellung
* Granulierung von Reaktormaterial
* Compoundierug
Verarbeitung
*Spritzguss
* Extrusion
* Pressen
Anwendung
* Kurzfristig
* Dauerhaft
Abgrenzung
Nicht eingegangen wird hier auf die Möglichkeiten der
Beschichtung, Nachbehandlung und Flammschutz
Opti-Polymers
GmbH
Charakterisierung von Gleitmittel
Erscheinungsbild
* Kornform
* Korngröße
* Aggregatzustand
* Farbe
* Wichte
Chemischer Charakter
* Zusammensetzung
Vorschriften
* Kettenlänge
* Verträglichkeit zum Polymer
* Anzahl und Verteilung der Endgruppen
* Säurezahl
* Thermische Stabilität
* Geruch
Physikalischer Charakter
* Schmelzeviskosität
* Tropfpunkt
* Kristallinität
* Erweichungsverhalten
* Thermische Stabilität
* Flüchtigkeit
* Wasseraufnahme
Opti-Polymers
GmbH
Arten von Gleitmittel
anorganisch
• MoS 2
• Glaskugeln
• Graphit
Öle
• Siliconöl
• Weißöl
• Ölsäure
organische
Niedermolekulare
Verbindungen
• Fettsäuren
• Seifen
• Amidwachse
• Polare PE-Wachse
• Polyolefinwachse
• Montanwachse
• Esterwachse
• Polyole
• Siliconwachse
• Saccharide
•organische Nanopartikel
(hypervernetzt)
Polymere
• PTFE
• UHMPE
• Silicon
Opti-Polymers
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Unterscheidung der Gleitmittel
Äußere Gleitmittel
der Schmelze
Innere Gleitmittel
der Schmelze
Abhängig von der Polymermatrix
Geringe Verträglichkeit
zum Polymer
Hohe Verträglichkeit
zum Polymer
• Stearate
• Amidwachse
• Polare PE-Wachse
• Polyolefinwachse
• Montanwachse
• Esterwachse
•Siliconöl
• Weißöl
• Ölsäure
• Antistatika
• GMS
Weitere Gleitmittel für die Schmelze
• Restfeuchte
• Treibmittel
Opti-Polymers
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Gleitmodifizierung
für die Anwendung
Anwendung:
* Kurze Lebensdauer
* Einmalfunktion
* Montagehilfe
* Kratzschutz
Kurzfristig
• Antistatika
• Siliconöl
• Weißöl
• GMS
• uws…
Anwendung:
* Technische Geiteigenschaften
* Dynamische Beanspruchung
* Abriebverhalten
• MoS 2
• PTFE + Siliconöl
Langfristig
• UHMPE
• Silicon
• Glaskugeln
• Graphit
Opti-Polymers
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Funktion von Gleitmittel bei den
verschiedenen Verarbeitungsstufen
Materialherstellung (Granulierung)
•Abrasionsminderung
• Reduzierung von Friktion
• Phasenvermittlung
• Dispergierung
• Homogenisierung
• Erhöhung des Durchsatz
• Reduzierung der Wasseraufnahme
Verarbeitung (Spritzguss, Extrusion)
• Verbesserung des Fließverhaltens
• Reduzierung von Friktion
• Abrasionsminderung
• Entformungshilfe
• Vermeidung von Ablagerungen
Anwendung (Bauteil)
• Gleiteigenschaften
• Glanz, Transparenz
• Verzug, Innere Spannungen
• Bedruckung, Kleben und Schweißen
•Temperaturbeständigkeit
• Alterung
• Geruch
Opti-Polymers
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Beispiele der Viskositätsveränderung
ausgewählter Gleitmittel bei der
Spritzgussverarbeitung von ABS
Quelle. Fa. Clarinat
Opti-Polymers
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Flüchtigkeit der niedermolekularen
organischen Gleitmittel in
Abhängigkeit der Temperatur
Opti-Polymers
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Allgemeine Nebenwirkungen der
niedermolekularen Gleitmittel
Thermische Nebenwirkungen
• Verringerung der Wärmeformbeständigkeit
• Alterung in der Wärme (positiv und negativ)
Physikalische Nebenwirkungen
• Verringerung der Steifigkeit
• Erhöhung der Bruchdehnung
• Fogging und Nachschwindung
Verarbeitung
• Glanzunterschiede
Entgasungsprobleme
• Verringerung der Aufschmelzzeit
• Verringerung der Verarbeitungstemperatur
• geringere Bindenahtfestigkeit
• Transparenz
Physiologische Nebenwirkungen
• Geruch
• Haptik
Opti-Polymers
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Fazit
Die Anwendung von Gleitmitteln bei technischen
Kunststoffen ist ein komplexes Aufgabengebiet. Hierbei
erfüllen die Gleitmittel bei den einzelnen Stufen der
Herstellung, Verarbeitung und Anwendung
unterschiedliche Funktionen bei gleichem Typ oder
Mischung.
Aus diesem Grund ist es wichtig und optimal für die
Auswahl der Gleitmittel-Additivierung, das vor der
Materialherstellung die Vorschriften, Verarbeitung,
Nachbehandlung und Anwendung bekannt sind.
Die Modifizierung mit Gleitmitteln ist meist eine
individuelle Lösung für technische Kunststoffe zum
optimalen Werkstoffeinsatz und sichert ein breiteres
Verarbeitungsfenster der Kunststoffe in der Praxis.
Auch das
In Zuge der Globalisierung ist darauf zu achten, dass
es Regionen gibt, die Additive auf Basis tierischer
Fette in Kunststoffen nicht akzeptieren.
Die Opti hat aus diesem Grund Ca-Stearat auf
tierischer und alternativ auf pflanzlicher Basis im
Einsatz.