Publikation

Einfluss der Oberflächenrauigkeit, der Granualtform und -größe und der Molmassenverteilung auf den äußeren Reibungskoeffizienten von Kunststoffgranulaten

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K. Liu - Einfluss der Oberflächenrauigkeit, der Granualtform und -größe und der Molmassenverteilung auf den äußeren Reibungskoeffizienten von Kunststoffgranulaten - Master/Diploma Thesis, FH OÖ Forschungs & Entwicklungs GmbH, Österreich, 2011

Abstract:

Ziel dieser Diplomarbeit ist die Ermittlung des äußeren Reibungskoeffizienten verschiedener Kunststoffgranulate mittels einer am FH-Studiengang Entwicklungsingenieur Metall und Kunststofftechnik entwickelten Reibapparatur. Es wird der grundlegende Einfluss der Oberflächenrauigkeit der Stahlwelle, der Granulatform und -größe und der Molmassenverteilung auf den äußeren Reibungskoeffizienten von Kunststoffgranulaten in der Feststoffförderungszone untersucht. Zur Untersuchung des Rauigkeitseinflusses der metallischen Oberfläche wurde der äußere Reibungskoeffizient verschiedener Kunststoffgranulate auf drei Stahlwellen mit unterschiedlichen Oberflächenrauigkeiten gemessen. Die untersuchten Kunststoffgranulate sind PE-HD (Polyethylen High Density), PP (Polypropylen), PC (Polycarbonat) und PMMA (Polymethylmethacrylat). In Abhängigkeit von der Polarität der untersuchten Polymerwerkstoffe sowie von Geschwindigkeit und Druck kann sowohl eine Zunahme als auch eine Abnahme des äußeren Reibungskoeffizienten mit steigender Oberflächenrauigkeit beobachtet werden. Um den Einfluss der Granulatform und -größe auf den äußeren Reibungskoeffizienten zu untersuchen, wurden eine virgin-PP und zwei compoundierte PP-Typen (kurze und lange Zylinderform) in Abhängigkeit von Geschwindigkeit und Druck gemessen. Der äußere Reibungskoeffizient des langen zylinderförmigen PP-Granulats ist immer höher im Vergleich zu dem kurzen zylinderförmigen und dem virgin PP-Granulat. Durch die Verwendung eines Kontakt-Mechanik-Modells kann erklärt werden, dass eine höhere berechnete Kontaktfläche zu einer Erhöhung des äußeren Reibungskoeffizienten bei einer konstanter Normalkraft und Geschwindigkeit führt. Für die Ermittlung des Einflusses der Molmassenverteilung wurden drei PP-Typen mit unterschiedlichen Molmassen gemessen. Der äußere Reibungskoeffizient fällt mit zunehmender Polydispersität ab und nimmt mit steigendem Massenmittel der Molmasse zu. Dagegen nimmt der äußere Reibungskoeffizient aller drei PP-Arten mit steigendem Druck bzw. abnehmender Geschwindigkeit ab.