Kombinatorisches Compounding

Hinter dem Begriff "kombinatorisches Compounding" steht der Wunsch, die Entwicklung von Additivrezepturen für Thermoplaste um wenigstens einen Faktor 10 bezogen auf heute übliche Zeiten zu beschleunigen, indem Methoden der Kombinatorik auf den Compoundierprozess übertragen werden.

Da der Compoundierprozess realitätsnah und auf Produktions-prozesse übertragbar sein soll, wird mit einem Doppelschnecken-Extruder mit 32 mm Schneckendurchmesser gearbeitet (Abb. 1), weshalb allerdings die für die Kombinatorik übliche Miniaturisierung und Parallelisierung der Experimente nicht möglich ist. Die notwendige Beschleunigung des Compoundierschrittes wird durch die Verwendung der Gradientendosierung erreicht. Damit die Testung der Eigenschaften der Compounds nicht zum zeitlich limitierenden Faktor wird, müssen Ersatzgrößen online erfasst werden. Um nicht nur die Eigenschaften der Schmelz, sondern auch die des Feststoffs bestimmen zu können, wird direkt nach dem Compoundier-Extruder eine Flachfolie extrudiert. So werden an verschiedenen Stellen Messgrößen ermittelt, die mit statistischen Methoden wie z.B. der Hauptkomponentenanalyse zu der Rezeptur korreliert werden, um "Measures of Significance" zu erhalten, die Hinweise auf interessante Compounds geben. Nur diese müssen dann mit klassischen Methoden untersucht werden.

Dieses Konzept wird in Zusammenarbeit und mit Fördermitteln des Dutch Polymer Institute durchgeführt.

Das DKI entwickelt dabei die Compoundiertechnik und insbesondere die Gradientendosierung, die Prüfmethoden und neuartige Prüfgeräte sowie die Auswertealgorithmen. Hervorzuheben sind hier die online-IR-Spektroskopie und neuartige mechanische Tests an Folien.