Torsten Kies

Entwicklung und Anwendung eines technologischen Vergleichsverfahrens zur Abschätzung der Verarbeitungseigenschaften von Thermoplast-Recyclaten beim Spritzgießen

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktor-Ingenieur (Dr.-Ing.) vorgelegt an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 09.12.2002

Abstract
Bei einer beabsichtigten Verarbeitung von Thermoplast-Recyclaten sind Angaben zu den technologischen Eigenschaften der Altkunststoffe bisher nicht verfügbar.
Die Bestimmung von allgemein gültigen Materialeigenschaften, wie sie für Neuwaren vorgenommen und allgemein zugänglich gemacht wird, ist für Recyclate ungeeignet, weil die zur Verfügung stehenden Mengen von Altkunststoffen mit gleichen Eigenschaften viel zu gering sind.
Mit dem hier entwickelten technologischen Vergleichsverfahren ist es nun möglich, die technologischen Eigenschaften von Thermoplast-Recyclaten abzuschätzen. Dazu wird das Spritzgussverfahren als Vergleichsverfahren adaptiert. Mit einem Vergleichsprozess erfolgt die Ermittlung von charakteristischen Prozesskenngrößen für Neuwaren, deren Verarbeitungseigenschaften bekannt sind, und für Thermoplat-Recyclate mit bisher unbekannten Verarbeitungseigenschaften. Durch die Gegenüberstellung von im Vergleichsprozess ermittelten charakteristischen Prozesskenngrößen von Neuwaren und Altkunststoffen werden Rückschlüsse auf das Verarbeitungsverhalten der Altkunststoffe bei Produktionsprozessen gezogen.
Damit wird es möglich abzuschätzen, für welche technologische Prozesse die mit dem Vergleichsverfahren untersuchten Altkunststoffe am besten geeignet sind. Damit ist es zukünftig möglich, noch größere Mengen von Thermoplast-Recyclaten einer effektiven werkstofflichen Wiederverarbeitung zuzuführen und somit eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft zu realisieren.

Data about the technological characteristics of old plastics are not available so far, as is required for the intended processing of used thermoplastics.
The determination of universal material properties, as it is made and generally accessible for new goods, is unsuitable for used polymers due to the limited quantity of old plastics with identical characteristics.
With the newly developed technological comparison-process it is now possible to estimate the technological characteristics of used thermoplastics. In the present study was adapted the injection moulding procedure as comparison-process. The characteristic process-parameters are determined based on new goods of known processing properties, and on used thermoplastics of unknown properties within a comparison-process. By comparison of the determined characteristic process-parameters of new goods on the one hand with that of used plastics on the other hand it is possible to draw conclusions about the processing-behavior of the used plastics.
Thus it will be possible to estimate, which technological processes are suited best for used plastics, which were investigated with the comparison-process. In future it will be possible to admit an even larger amount of used plastics to an effective material recycling, and therefore to realise a lasting recycling-economy.

Keywords:
Thermoplast, Recyclat, Kunststoff, Spritzgießen, Spritzguss, Vergleichsverfahren, Kreislaufführung, Kreislaufwirtschaft, Nachhaltigkeit

Thermoplastics, Recyclat, plastics, injection-moulding, comparison-process, recycling, recycling-economy, sustainability

Online-Dokument im PDF-Format (1.471 KB) mit integrierter Gliederung und im PS-Format (3.270 KB).

Inhaltsverzeichnis
Inhalt (3-5)
1 Einleitung (6-8)
2 Besonderheiten der Recyclatverarbeitung (9-42)
3 Vergleichsverfahren zur Abschätzung der Verarbeitungseigenschaften von Thermoplast-Recyclaten beim Spritzgießen (43-64)
4 Experimentelles (65-88)
5 Materialeigenschaften von Recyclaten und Möglichkeiten zu deren Verbesserung (89-97)
Zusammenfassung / Summary (98-103)
Abkürzungs- und Formelverzeichnis (104-105)
Anhang (106-112)
Literaturverzeichnis (113-122)