Additive im Füllstoffhaufen finden
Robuste Quantifizierung von Additiven in hochgefüllten Kunststoffschmelzen
Additive verbessern die Eigenschaften von Kunststoffen bereits in geringen Mengen signifikant. Sie für die Qualitätssicherung zu quantifizieren, stellt allerdings viele vor eine Herausforderung. Die Nahinfrarot (NIR)-Spektroskopie hat sich hierbei häufig als gutes Hilfsmittel etabliert. Allerdings stößt diese an ihre Grenzen, denn neben Additiven in geringen Mengen enthalten Kunststoffcompounds auch oft Füllstoffe wie Kreide oder Talkum in höheren Mengen, die die Verarbeitung vereinfachen und die mechanischen Eigenschaften verbessern. Diese Mineralstoffe streuen das Messsignal im NIR-Bereich sehr, wodurch Additive nur noch schwierig quantifiziert werden können. Um dennoch eine Qualitätssicherung zu ermöglichen, wurden die Möglichkeiten der Spektroskopie im ultravioletten (UV) Wellenlängenbereich untersucht. Des Weiteren wurden mit Hilfe von Optiksimulationen neue Geometrien für Sondenfenster entwickelt und Adapter mit mehreren möglichen Messwinkeln gefertigt. Für die eigentliche Quantifizierung wurden gestützt auf einen statistischen Versuchsplan robuste Regressionsmodelle erstellt, die die Bestimmung des Additivgehalts im Subprozent-Bereich ermöglichen trotz eines Füllstoffgehalts von 50 %. Hierdurch kann eine zerstörungsfreie Qualitätssicherung des Compoundierprozesses implementiert werden.
