In- und Online-Prozesskontrollmethoden

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Dr. Bernd Steinhoff

Bei der Inline- bzw. Online-Prozesskontrolle wird der Produktstrom kontinuierlich und in Echtzeit, hinsichtlich ausgewählter Kontrollparameter untersucht. Für Online-Anordnungen wird dabei vom eigentlichen Materialfluss ein Seitenstrom für die Messungen abgezweigt. Dieser wird später entweder verworfen oder wieder dem Hauptstrom zugeführt. Bei der Inline-Messtechnik geschieht die Messung im Hauptstrom. Im Folgenden wird vereinfacht nur die Bezeichnung "Inline-Prozesskontrolle" verwendet.

Im Extrusionsprozess erfolgt die Untersuchung der Kunststoffschmelze dabei zumeist am Ausgang des Extruders. Hierbei sind folgende Kontrollparameter relevant:

  • Chemische Zusammensetzung: Mischungsverhältnis bei Blends, Füllstoffanteil, Additivgehalt
  • Morphologie / Dispersionsgrad / Agglomeration
  • Viskoelastische Eigenschaften

Neben der Kontrolle der Materialeigenschaften könne auch Prozessparameter, wie z.B. Temperaturprofile entlang der Schnecke, Verweilzeiten- und Verweilzeitverteilungen mit Inline-Messtechnik verfolgt werden.

Analoges gilt für die Kontrolle des Spritzgießprozesses (z.B. Verfolgung der Kristallisation)

 

Anwendungsgebiete:

  • Inline-Analytik im Extruder

 Inline-Methoden für die Extrusion und Anwendungen

Methode  Zusammensetzung 
Morphologie Viskoelastizität
NIR Standard Nanofüllstoffe -
Raman Standard ggf. bei Nanofüllstoffen -
UV/VIS Standard Nanofüllstoffe -
Ultraschall-messtechnik Standard Standard Standard
Dielektrische Spektroskopie insbes. leitfähige Kunststoffe insbes. leitfähige Kunststoffe -
Inline-Rheologie ggf. ggf. Standard
Kleinwinkel-Lichtsteuung - Partikel, Polymerblends -
  • Bestimmung von Mischwirkung, Temperaturprofilen, Verweilzeiten- und Verweilzeitverteilungen entlang der Extruderschnecke
  • Kontrolle des Spritzgießprozesses

 

Messdüse mit Bohrungen für Druck-(p), Temperatur-(T), Ultraschall-, Raman- und NIR-Sonden für einen Doppelschneckenextruder
BRABENDER Kompaktextruder mit Messdüse (NIR, Raman; Ultraschall, Rheologie) für geringe Probenmengen