Einfluss der Verfahrenstechnik eines Planetwalzenextruders auf die elektrische Leitfähigkeit rußgefüllter Polyolefine

Um Kunststoffe gezielt elektrisch leitfähig auszurüsten, werden beim Compoundieren Füllstoffe in die Polymermatrix gemischt. Nimmt man die schwarze Farbe in Kauf, dann ist Ruß das Mittel der Wahl, weil es am besten zu verarbeiten und am wirtschaftlichsten ist. Der Mischvorgang stellt die größte Herausforderung an den Compoundeur dar. Für ein gutes Compound soll der Ruß unter Beibehaltung seiner – scherempfindlichen – Struktur homogen in der Polymermatrix verteilt werden. Wenn es gelingt, die Struktur des Rußes zu erhalten, kann ein durchgehendes, elektrisch leitfähiges Netzwerk des Rußes mit geringerem Füllstoffanteil erreicht werden. Diese Arbeit untersucht den Einfluss der Verfahrenstechnik eines Planetwalzenextruders (PWE) auf die elektrische Leitfähigkeit von rußgefüllten Polyolefinen. Dazu werden Compounds auf Basis teilkristalliner Kunststoffe unter verschiedenen Verarbeitungsbedingungen und mit unterschiedlichen Rußgehalten hergestellt. Ermittelt wird die elektrische Leitfähigkeit an spritzgegossenen und gepressten Probekörpern. Außer den elektrischen werden morphologische und mechanische Eigenschaften untersucht. Beim Verfahren des Spritzgießens führt die Dosierung direkt in die Schmelze zur höchsten elektrischen Leitfähigkeit, beim Verfahren des Plattenpressens zur geringsten. Eine weitere Erkenntnis dieser Arbeit ist, dass die elektrische Leitfähigkeit weniger von der Verfahrenstechnik des Planetwalzenextruders beeinflusst wird als von der Rußsorte, dem Rußgehalt und dem Verarbeitungsverfahren. Bei der Betrachtung der mechanischen Eigenschaften der Probekörper wird erwartungsgemäß festgestellt, dass die Kerbschlagzähigkeit und die Dehnungswerte mit zunehmendem Rußgehalt abnehmen, die für die Festigkeit relevanten Kennwerte wie Zugmodul und Bruchspannung jedoch verbessert werden.