Einarbeitung von Nanoclay in Polyolefine mittels Planetwalzenextruder

Author:

Ohrdorf Karl-Heinz,Birr Thomas,Flachberger Helmut

Abstract

ZusammenfassungAls aktive Füllstoffe in Polymeren zum Einsatz gelangende Organoclays werden durch Kationenaustausch aus natürlichen Natrium-Bentoniten hergestellt, für die es in Europa keine industriell verwertbaren Lagerstätten gibt. Am Lehrstuhl für Aufbereitung und Veredlung der Montanuniversität Leoben konnte ein für diese Anwendung gleichwertiger Organoclay aus europäischen Kalzium-Bentoniten entwickelt werden.Die Einarbeitung eines idealerweise vollständig exfolierten Organoclays in nichtpolare Polymere wie Polypropylen und Polyethylen gilt als sehr schwierig. Dafür sind eine schlechte Kompatibilität und die Neigung zur Re-Agglomeration der mineralischen Partikel verantwortlich.Die Exfolierung von schichtpaketartigen Füllstoff-Agglomeraten erfordert sehr hohe Scherkräfte beim Compoundieren bei latenter Gefahr, dass dabei das Polymer geschädigt werden kann.Erste Compoundierversuche mit einem Doppelschneckenextruder brachten nicht den gewünschten Effekt. Der hier beschriebene Planetwalzenextruder zeigte eindeutige Verbesserungen bei der Dispergierung der Agglomerate. Eine zufriedenstellende Exfolierung konnte aber auch hier nicht erzielt werden.Es konnte nicht erklärt werden, warum sich der Füllstoff mit einem d98 < 5 µm beim Eintrag in ein homopolymeres Polypropylen zu Aggregaten mit einem ca. 60-fach größeren Durchmesser zusammenballt, während dies beim Polyethylen nicht geschieht.Die erwarteten Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften wie E‑Modul und Zugfestigkeit wurden auch bei höheren Füllgraden nicht erreicht.

Funder

Montanuniversität Leoben

Publisher

Springer Science and Business Media LLC

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