Entwicklung eines reaktiven Extrusionsprozesses zur ...

5 Entwicklung eines Extrusionsprozesses zur Synthese von Polyesteramiden 49
Die Verfahren zur Ermittlung des Molekulargewichts mittels Gelpermeationschromatogra-
phie wurde extern durch die Abteilung Polymerchemie, Arbeitsgruppe Prof. Dr. Koning,
an der Technischen Universität Eindhoven ermittelt. Die Gerätebeschreibung sowie die
Vorgehensweise bei den Messungen ist Anhang A.1.6 zu entnehmen. Die Messungen
wurden nach erfolgter Wasserextraktion und Trocknung der Proben durchgeführt.
5.1.2.4 Rheologie
Die Beschreibung des rheologischen Verhaltens der Kunststoffschmelze stellt eine wichtige
Kenngröße für Berechnungen in MOREX dar. Dabei steht die Ermittlung der stationären
Scherviskosität im Vordergrund, die für eine Mehrzahl der Verarbeitungsprozesse von
Bedeutung ist. [MHMS05, OBBS04] Sie ist definiert als:
Dabei sind:
η: Viskosität
τ: Schubspannung
˙γ: Schergeschwindigkeit
η = τ
˙γ
(5.2)
Die Viskosität kann mit Rheometern bei stationärer Scherströmung ermittelt werden
und ist insbesondere von der Temperatur T, der Schergeschwindigkeit ˙γ sowie der Dichte
ρ des Materials abhängig. [MHMS05, OBBS04]
η, τ = f(T, ˙γ, ρ) (5.3)
Die rheologische Charakterisierung der synthetisierten PEA wurde extern durch den Pro-
jektpartner, aiXtrusion GmbH, Aachen mittels Hochdruckkapillarrheometermessungen
(s. A.1.7) durchgeführt. Auf das verwendete Gerät wird in Anhang A.1.7 eingegangen.
Anders als für viele Flüssigkeiten wie Wasser oder Öle, die als Newtonsche Fluide bezeich-
net werden, verhält sich bei Kunststoffschmelzen die Schubspannung nicht proportional
mit der Schergeschwindigkeit. Sie verhalten sich häufig strukturviskos und verzeichnen
bei höheren Verformungsgeschwindigkeiten eine degressive Zunahme der Schubspan-
nung (s. Abb. 5.4 links). [MHMS05] Abbildung 5.4 rechts gibt die Viskositätskurve in
Abhängigkeit der Schergeschwindigkeit an.