Wood Plastic Composites: determination and comparison of the specific energy consumption for WPC compounding methods based on two state-of-the-art formulations

Titel in Übersetzung: Erfassung und Vergleich des spezifischen Energieverbrauchs für gängige Compoundiermethoden von holzfasergefüllten Kunststoffen am Beispiel der zwei verbreitetsten Rezepturen

Sonja Kahr

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem wirtschaftlichen und qualitativen Vergleich vier unterschiedlicher Aufbereitungsmethoden für Wood Plastic Composites, unter Verwendung zweier gebräuchlicher Rezepturen. Ein gegenläufiger Doppelschneckenextruder (DSE), ein gleichläufiger DSE und ein Heiz-Kühlmischer Konzept wurden mit einer Polypropylen (PP) 40/60 und einer Polyvinylchlorid (PVC) 50/50 Mischung getestet. Die Messungen wurden alle mit Hilfe der Software WarpNet und speziellen Stromwandlern zur Transformation des Stroms durchgeführt. Zur Bestimmung der Compoundqualität wurden Schüttdichte-, Rieselfähigkeit- und REM- (Rasterelektronenmikroskop) Messungen durchgeführt. Es wurden zwei Ausstoßraten pro Test gemessen um industriell relevante Prozessbedingungen zu gewährleisten. Es wurden in dieser Arbeit signifikante Unterschiede zwischen den Materialien gefunden. PP weist hier einen höheren spezifischen Energie Verbrauch und einen höheren Wirkungsgrad auf. Höhere Ausstoßraten führen generell zu besserer Auslastung des Hauptmotors und folglich zu niedrigeren unerwünschten Prozessverlusten. In Bezug auf thermische und mechanische Verluste findet man bei PVC höhere Werte als bei PP. Der gleichläufige DSE und der Heiz-Kühlmischer führen zu Problemen bei der Prozesskontrolle. Betrachtet man PP, so liefert eine Aufbereitung mittels Gegenläufer die ökonomischsten Ergebnisse gefolgt vom Gleichläufer und dem Heiz-Kühlmischer. Für PVC ist der Heiz-Kühlmischer die wirtschaftlichste Alternative, gefolgt vom Gegenläufer. Es wurden signifikante Unterschiede bei allen definierten Qualitätsmerkmalen für die verschieden aufbereiteten Materialen festgestellt. Die höchsten Werte für Schüttgewicht und Rieselfähigkeit wies der Gleichläufer auf, gefolgt vom Gegenläufer und dem Heiz-Kühlmischer. Die niedrigste Restfeuchte mit 1% ± 0,38% rH wies das Compound des Gegenläufers auf, dessen Werte um 1% niedriger liegen als jene der beiden anderen Technologien. Alle Prozesse führten zu einer zufriedenstellenden Homogenität der Compounds, wobei jenes des Gleichläufers eine starke Beeinflussung bzw. Zerkleinerung der Fasern, sowie eine starke dunkle Verfärbung aufweist.
Titel in ÜbersetzungErfassung und Vergleich des spezifischen Energieverbrauchs für gängige Compoundiermethoden von holzfasergefüllten Kunststoffen am Beispiel der zwei verbreitetsten Rezepturen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Holzer, Clemens, Betreuer (intern)
  • Laske, Stephan, Mitbetreuer (intern)
Datum der Bewilligung17 Dez. 2010
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2010

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • holzfasergefüllte Kunststoffe
  • Aufbereitung
  • Energiebilanz

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