Direktextrusion von PA Halbzeug

Am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen wurde mit Unterstützung von Coperion GmbH, sowie von Brüggemann Chemical KG ein Verfahren zur Direktextrusion von Polyamid 6-Halbzeugen mit niedrigem Restmonomergehalt erarbeitet.

Polyamid 6 wird großtechnisch durch hydrolytische Polymerisation hergestellt, kann aber auch im Doppelschneckenextruder auf Basis der anionischen Polymerisation synthetisiert werden. In beiden Fällen stellt sich ein thermisches Gleichgewicht zwischen Monomer und Polymer ein. Bei der Herstellung von Polyamid 6 verbleibt so ein Restmonomergehalt von 6 bis 15 Gew.-% im Material. Derart hohe Restmonomeranteile haben aber einen signifikant negativen Einfluss auf die Materialeigenschaften. Es ist daher zwingend notwendig, den Restmonomeranteil in einem der Polymerherstellung nachfolgenden Schritt zu verringern. Großtechnisch erfolgt dies durch eine Extraktion des hergestellten Granulats mit heißem Wasser im Gegenstrom. Bei der Polymerisation im Doppelschneckenextruder dagegen kann die Entfernung des Restmonomers in einem Verfahrensschritt durch eine integrierte Vakuumentgasung erfolgen. Es ist so möglich, fertige Polyamid-Halbzeuge direkt aus dem Monomer herzustellen, wobei die Möglichkeit besteht, über verschiedene Füllstoffzugaben die Eigenschaften individuell einzustellen. Durch eine zweistufige Vakuumentgasung mit Zugabe von Schleppmitteln ist es möglich, den Restmonomergehalt auf unter ein Gewichtsprozent abzusenken. Gleichzeitig kann durch Variation der Ausgangsrezeptur das Molekulargewicht des Polyamids flexibel und schnell eingestellt werden. Die Kombination des Doppelschneckenextruders als chemischer Reaktor und Entgasungsapparat mit einer Schmelzepumpe erlaubt wiederum die direkte Herstellung von Polyamid 6-Halbzeugen, wie z. B. Platten oder Folien. Diese Folien können zusätzlich über spezielle Prägewalzen mit einer angepassten thermischen Regulierung mit Mikrostrukturen versehen werden.   

• IKV- Aachen

Erstellt am 31.3.2014