Compoundieren
Der Begriff ist der Kunststofftechnik zuzuordnen. Bei der Compoundierung wird ein Rohstoff, wie geschmolzenes Polymer, mit anderen Zusätzen vermischt. Dadurch entsteht ein Kunststoff, der Verbundwerkstoff oder Compound genannt wird, und dessen physikalische, elektrische und thermische Eigenschaften sich vom Ausgangsstoff unterscheiden. Die Zusätze haben eine große Bandbreite und umfassen Mineralien, Glasfaser, Stabilisatoren und Farbmittel. Zunächst wird der Kunststoff mit Hilfe eines Extruders vermischt. In Strängen tritt nun eine Schmelze aus diesem aus und wird herunterkühlt. Dabei wird aus den Strängen ein Granulat geschnitten und sortiert, welches das Endprodukt darstellt.
Compoundierung Ablauf
Mischen
Das Mischen der Komponenten kann sowohl mit Feststoffen als auch mit bereits geschmolzenen Komponenten stattfinden. Es kann zwischen distributivem Mischen und der dispersiven Mischung unterschieden werden. Darüber hinaus unterscheidet man diskontinuierliche (Heiz- und Kühlmischer) sowie kontinuierliche Verfahren.
Aufbereitung
In einem Extruder wird die zugeführte Kunststoffmasse eingezogen, verdichtet, homogenisiert und entgast. Meist werden gleichläufige Doppelschneckenextruder, gegenläufige Doppelschneckenextruder und Planetwalzenextruder mit Co-Knetern eingesetzt.
Granulierung
Da der Kunststoff meist als Granulat vorliegen muss, ist das Granulieren als Verarbeitungsschritt von Bedeutung. Bei der Extrusion wird über ein formgebendes Werkzeug ein Schmelzstrang ausgegeben, der heiß, meist aber abgekühlt, granuliert wird. Dabei entsteht eine verarbeitbare Kunstsoff-Formmasse. Beim sogenannten Heißabschlag wird der Extrusionsstrang sofort bei Austritt mit einem Rotationsmesser zerhackt. Kontinuierliche Wasserzufuhr kühlt das Granulat ab und verhindert ein Verkleben. Beim Kaltabschlag wird der Strang zuerst durch ein Wasserbad abgekühlt mit einer Messerwalze granuliert.
Das Verfahren kann in Compoundieranlagen durchgeführt werden. Um eine gute Qualität der Endprodukte und die Maschinenverfügbarkeit zu gewährleisten, finden während der Compoundierung Absauganlagen Anwendung.
Ziele und Vorteile
Die Compoundierung verfolgt das Ziel, bei der Fertigung von Kunststoffen einen neuen Werkstoff herzustellen, der die positiven Merkmale der Ausgangsmaterialien kombiniert. Dadurch können verschiedene Vorteile entstehen:
- Optimierte mechanische Eigenschaften (z. B. verbesserte Zugfestigkeit)
- erhöhte Temperaturbeständigkeit
- Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse wie UV-Strahlung
Oft ist auch das Ziel, eine bestimmte Farbe zu erhalten; in diesem Fall müssen dem Kunststoffgranulat Masterbatches oder Pigmente bei der Verarbeitung beigefügt werden. Ebenso granulierte Rezyklate können ein Endprodukt des Compoundierungprozesses darstellen, welche bei der Wiederverwertung von Kunststoffen eine Rolle spielen.
Verwendung von Additiven
Für Compound Kunststoff braucht man sortenreine Ausgangsstoffe, die bspw. in Form von Pulver vorliegen. Bei der Compoundierung werden zahlreiche Additive, auch als Hilfsstoffe oder Zusatzstoffe bezeichnet, eingesetzt, um bestimmte Eigenschaften hervorzurufen bzw. zu verbessern. Als Verstärkungsstoffe finden z. B. Glasfaser und Kohlenstofffasern Anwendung. Häufig verwendete Füllstoffe sind Kreide, Bariumsulfat, Talkum und Ruß. Weitere Zusatzstoffe sind unter anderem Farbstoffe, Flammschutzmittel, Gleitmittel, Antistatika und Hitzestabilisatoren.
Einsatz
- Kunststoffindustrie (Kunststoffaufbereitung, Weiterverarbeitung)
- Transportmanagement
- Medizintechnik
- Automobilindustrie
- Elektronik
Weitere Informationen
Beispiel für einen Compound Kunststoff sind thermoplastische Elastomere (TPE). Hier finden Sie Hersteller und Dienstleister im Bereich Compoundierung.