CO2 als Treibmittel für PUR-Formteile

Versuchsanlage im PUR-Technikum des IKV (Bild: IKV)

Versuchsanlage im PUR-Technikum des IKV (Bild: IKV)

Neues Schäumverfahren des IKV verringert Bauteildichte

Aachen, im April 2013. Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen entwickelt zur Herstellung von geschäumten PUR-Formteilen eine neue Schäumtechnologie. Die neue Technologie ermöglicht den Einsatz von CO2 als Treibmittel. Es gilt als aussichtsreiche und umweltfreundliche Alternative zum chemischen Schäumen mit Wasser, das Hartsegmente und Versprödungen im PUR-Bauteil verursacht, Bisher führen aber große Mengen von CO2 als  Treibmittel zu einem unkontrollierbaren Schäumprozess.

Erste Untersuchungen zeigen bereits, dass das neue CO2-Schäumverfahren deutlich geringere Raumgewichte erzielt als dies bisher möglich war. Um ein kontrolliertes Aufschäumen des Reaktionsgemischs zu erreichen, wird in der Schäumform ein Gasgegendruck erzeugt. Dieser Werkzeuginnendruck, der über dem Dampfdruck des gelösten CO2 liegt, verhindert ein frühzeitiges Aufschäumen. Mit einer gezielten Reduktion des Innendrucks können der Zeitpunkt und die Geschwindigkeit des Aufschäumens gesteuert werden. Ein zu schnelles Aufschäumen und Kollabieren des Schaums wird damit unterbunden.

Für dieses Verfahren entwickelten die IKV-Wissenschaftler gemeinsam mit der PME fluidtec GmbH, Ettenheim, ein abgedichtetes Werkzeug mit Ventiltechnik und eine entsprechende Prozesssteuerung. Darüber hinaus wurde die Hochdruck-Dosiermaschine HS500 der Hennecke GmbH, Sankt Augustin, an die neue Prozesstechnik angepasst.

Das IKV nahm die Technologie erfolgreich in Betrieb. Bereits die Vorversuche lieferten Weichschaumbauteile mit einer Dichte von ca. 90 kg/m³. Das Verfahren zeigt damit einen Weg auf, den Bereich der individuell einstellbaren mechanischen Eigenschaften des PUR-Schaums weiter zu vergrößern. Das mit CO2 geschäumte Material kann weicher eingestellt werden als chemisch geschäumtes. Zusätzlich reduziert es signifikant den Bedarf an Isocyanat, das für die konventionelle chemische Schäumreaktion benötigt wird, und trägt somit dazu bei, Kosten zu reduzieren.

www.ikv-aachen.de

Über das IKV

Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen ist europaweit das größte Forschungs- und Ausbildungsinstitut auf dem Gebiet der Kunststofftechnik. Mehr als 300 Mitarbeiter beantworten hier Fragestellungen rund um die Verarbeitung, Werkstofftechnik und Bauteilauslegung von Kunststoffen und Kautschuken. Die enge Verbindung mit Industrie und Wissenschaft sowie die exzellente Ausstattung des IKV ermöglichen den Studierenden eine praxisnahe und umfassende Ausbildung. Die Aachener Kunststoffingenieure sind deshalb begehrte Spezialisten in der Industrie. Etwa 50 Prozent der deutschen Kunststoffingenieure mit Universitätsabschluss wurden am IKV ausgebildet. Das IKV gliedert sich organisatorisch in die Fachabteilungen Spritzgießen und Polyurethantechnologie, Extrusion und Weiterverarbeitung, Formteilauslegung und Werkstofftechnik sowie Faserverstärkte Kunststoffe. Ferner gehören zum Institut das Zentrum für Kunststoffanalyse und -prüfung und die Abteilung Aus- und Weiterbildung. Träger ist eine gemeinnützige Fördervereinigung, der heute rund 250 Unternehmen aus der Kunststoffbranche weltweit angehören. Leiter des Instituts und Geschäftsführer der Fördervereinigung ist Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann. Er ist gleichzeitig Inhaber des Lehrstuhls für Kunststoffverarbeitung der Fakultät für Maschinenwesen der RWTH Aachen.

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