Optimierung von Mischvorgängen von Pulvern in viskoelastischen Flüssigkeiten bei der Klebstoffherstellung mittels dynamischem Mischer (PULMIX)

• Forschungsstelle: INNOSUISSE
• Projektnummer: 9111.1;5 PFIW-IW
• Projekttitel Englisch: Mixing process optimisation of powder in visco-elastic fluids with a dynamic mixer for adhesive production

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Optimierung von Mischvorgängen von Pulvern in viskoelastischen Flüssigkeiten bei der Klebstoffherstellung mittels dynamischem Mischer (PULMIX)

Kurzbeschreibung (Englisch)

Mixing process optimisation of powder in visco-elastic fluids with a dynamic mixer for adhesive production

Abstract (Deutsch)

Sika beabsichtigt in der Klebstoffproduktion ein empirisch optimiertes dynamisches Mischprinzip einzusetzen, mit welchem verschiedene fluide Komponenten mit nano-/micro dispersen Pulverkomponenten je nach Klebstoffrezeptur in unterschiedlichen Verhältnissen gemischt werden. Dabei können bislang das Entstehen von Pressagglomerat Schichten im teilweise fluidbenetzten Pulver in bestimmten Zonen an der Mischerwand, sowie resultierende Produktinhomogenitäten mit nachhaltigen Funktionalitätseinbussen nicht vermieden werden. Auslegungs- und Optimierungsverfahren, welche die rheologischen und strukturellen Eigenschaften der Pulver gefüllten viskoelastischen Klebstoffsysteme in komplexen Scher-/Dehn-Strömungsfeldern von Mischersystemen berücksichtigen, stehen bislang nicht zur Verfügung. Ebenso liegen keine quantitativen Informationen zur Strukturtransformation vom teilbenetzten Pulver (3-Phasensystem,) zur Suspension (2-Phasensystem) unter Berücksichtigung der Prozesseinflussgrössen in Mischern vor. Der 3P2S-Uebergang vom feuchten Schüttgut (3P) zur Suspension (2S) ist auch aus materialwissenschaftlicher Sicht bislang nicht hinreichend fundiert beschrieben. Im avisierten Forschungsprojekt sollen die pulvergefüllten Klebstoffsysteme rheologisch charakterisiert (1), deren strömungsinduziertes Misch- und Strukturierungsverhalten in Scher-/Dehnströmungsfeldern experimentell und simulationsbasiert beschrieben (2) und Auslegungs- bzw. Optimierungsregeln für die homogene Mischung in dynamischen Mischern (3) sowie gegebenenfalls optimierte Konstruktions- und Betriebskriterien für derartige Mischer (4) abgeleitet und erprobt werden. Dies würde die Entwicklung eines neuartigen und in der Effizienz deutlich verbesserten Klebstoffproduktionsverfahrens initiieren, welches gegenüber herkömmlichen Verfahren deutliche Prozessrationalisierungs- und Produktqualitäts-Steigerungspotentiale erwarten lässt.