Theoretische und experimentelle Betrachtung schnelllaufender Einschneckenextruder

Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt neben der allgemeinen Betrachtung von schnelllaufenden Einschneckenextrudern bezüglich ihrer verfahrenstechnischen, maschinenbaulichen und betriebswirtschaftlichen Eigenschaften insbesondere eine Untersuchung des bei hohen Schneckendrehzahlen besonders bedeutenden Aufschmelzens. Es werden Einflüsse auf und Effekte durch die Feststoffverteilung im Schneckenkanal (kompaktiert oder dispers) analysiert. Durch den Vergleich der gemessenen Feststoffbettbelastbarkeit mit der berechneten Feststoffbettbelastung werden Aussagen zu einem möglichen Bruch des Feststoffbettes gemacht. Es wird anhand experimenteller Untersuchungen gezeigt, dass das gezielte Aufbrechen des Feststoffbettes zum Einleiten eines dispersen Aufschmelzens die Aufschmelzleistung durch die signifikante Vergrößerung der Feststoffoberfläche verbessert. Durch die hohen Wandschubspannungen bei hohen Schneckendrehzahlenist das Auftreten von Wandgleiten wahrscheinlicher als in konventionellen Prozessen. Daher steht die Untersuchung des Aufschmelzens wandgleitender Materialien im Fokus. Hierbei wird die im Fall von Wandgleiten noch nicht abschließend geklärte Position des Feststoffbettes im Schneckenkanal betrachtet. Abschließend wird der praxisbezogene Einsatz schnelllaufender Extruder am Beispiel der Entwicklung einer geeigneten Schneckengeometrie für die Extrusionsbeschichtung diskutiert.