Learn about twin-screw compounding and scale-up

Für eine optimale Materialverarbeitung, die Ihren Anforderungen entspricht, sind unterschiedliche Extrudertypen erhältlich.

Für das einfache Schmelzen und Formen fertiger Polymermischungen können Einzelschnecken-Extruder eine kostengünstige Lösung darstellen. Sind distributive und dispersive Mischvorgänge erforderlich, dann sind Doppelschnecken-Extruder das Gerät der Wahl. 

Für Anwendungen mit hohem Drehmoment bietet eine konische Schneckenform einige Vorteile. Die flexible Schneckenkonstruktion des gleichläufigen parallelen Doppelschnecken-Extruders macht diesen in heutigen Materialforschungslaboren zu einem der meistgenutzten Geräte.

Grundlagen der Compoundierung mit Doppelschnecke und Scale-Up

Optionen für flexible Schneckenkonstruktionen
Optionen für flexible Schneckenkonstruktionen
Kurve mit Scale-Up

Kurve mit Scale-Up

Auf eine Sechskantwelle können verschiedene Schneckenelemente aufgesetzt werden, um die Plastifizierung und Homogenisierung des beschickten Materials sicherzustellen. Solche Elemente lassen sich konfigurieren, um reaktive Extrusionen zu ermöglichen, Füllstoffe und verstärkende Zusatzstoffe wie Glasfaser einzubinden oder die Entgasung und Entlüftung von Monomeren zuzulassen. 

Die Optimierung sämtlicher relevanten Prozessparameter kann zu einer Herausforderung werden, die sich aber mit einem Doppelschnecken-Compounder erleichtern lässt. Versuchsplanungen (Designs Of Experiments, DOE) erfordern nur minimalen Zeitaufwand, da das Gerät für Parameteränderungen nicht angehalten werden muss. Zudem wird das Auswerten der Experimente durch die vereinfachte Aufzeichnung der Prozessdaten unterstützt.

Damit ein wissenschaftlicher Scale-Up-Ansatz vom Labor auf die Produktion übertragen werden kann, müssen Extruder unterschiedlicher Größen eine geometrische Ähnlichkeit aufweisen. Auch Verweildauer und spezifischer Energieverbrauch des Prozesses sind kritische Faktoren, die bei einem Scale-Up konstant gehalten werden müssen. 

Doppelschnecken-Compoundierung: Einführung und Scale-Up

EuroLab 16 XL Doppelschnecken-Extruder
Thermo Scientific™ Eurolab 16 XL Doppelschnecken-Extruder als Tischgerät

Neue funktionelle Polymere finden in allen Branchen ständig weitere Anwendung. Der Compoundier-Prozess ist ein entscheidender Faktor, wenn gewährleistet werden muss, dass die Eigenschaften eines neu entwickelten Materials bestimmten Anforderungen genügen. In diesem Webinar werden die Prinzipien der Compoundierung anhand von Beispielen aus der Industrie sowie die Übertragung von der Forschung und Entwicklung auf den Produktionsprozess (Scale-Up) erklärt.

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Scale-Up von Compoundier-Prozessen

Process 11 Paralleler Doppelschnecken-Extruder für Nahrungsmittel- und Polymerformulierungen

Thermo Scientific™ Process 11 Kompakt-Extruder in Laborausführung

Um bei der Übertragung vom Labor auf die Fertigung Entwicklungszeit und Material zu sparen, kann ein planbarer wissenschaftlicher Scale-Up-Ansatz verwendet werden.

Die wichtigsten Parameter für ein erfolgreiches Scale-Up sind die Verweildauer (Residence Time Distribution, RTD) und der spezifische Energieverbrauch des Prozesses.

Wenn sichergestellt ist, dass die Extruder unterschiedlicher Größe über eine ähnliche Geometrie verfügen, folgen Sie einfach dem Vorgang, der in unserem Anwendungshinweis beschrieben wird.

Anwendungshinweis herunterladen

SI-Comdpounding-Accessory-1-230x195

Sehen Sie sich eine Auswahl unseres Zubehörs für die Extrudergrößen 11 mm, 16 mm und 24 mm sowie für Drehmoment-Rheometer an.

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