PolyLab Systemkomponenten. PolyLab OS (extern) Offenes System für f r die Materialprüfung. fung

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1 The world leader in serving science PolyLab OS (extern) Offenes System für f r die Materialprüfung fung PolyLab ist die neue Plattform zur Materialprüfung und Verarbeitung mit einem modularen Aufbau, um heute schon vorhandene Peripheriegeräte (Kneter, Extruder, Postex) als auch zukünftige Entwicklungen mit Hilfe der offenen Architektur einzubinden. PolyLab Systemkomponenten HAAKE RheoDrive (2) 4 16 kw HAAKE PolySoft Steuer & Auswertesoftware HAAKE Kneter HAAKE Extruder HAAKE PTW Extruder HAAKE CTW Extruder HAAKE Düsen HAAKE Postex HAAKE Analysen Sensoren 2 1

2 PolyLab System Drehmoment Drehzahl Energie Volumen Gewicht Temperatur Friktionserwärmung Abrassivität RheoDrive Dosierung Mixer-Extruder Düse Postex Pelletizer dyn.viskosität MFI / MVI Leitfähigkeit Leitfähigkeit % Additive MW, MWD Extens. Viskosität Partikelverteilung Verunreinigungen Film Qualität Film Stärke 3 PolyLab OS Werte offene Lösungen - Integration neuer Sensoren mit CANOpen Bus (Viskosität, Spektroskopie, Leitfähigkeit) - Erweiterung mit neuen/zusätzlichen Sensoren oder Systemen (Dosierung) - Offen für zukünftige Standards - Neue Sensoren für kombinierte Messmethoden (+ Viskosität, + Analysenmethoden) plug and measure (Einschalten und Messen) - System kann von Anwender nach Bedarf zusammengestellt werden - Komponenten müssen nicht in der Fabrik konfiguriert werden - Hohe Zuverlässigkeit über standardisierte Schnittstellen - Einfache Handhabung über Fernbedienung oder PC - Anschluss an PC über USB oder TCP/IP zeitsparende Software - Eine Software Suite für die gesamte Plattform zum Messen und Auswerten - Versuchsprogramme werden über gespeicherte Arbeitsvorschriften oder Vorlagen abgearbeitet Service-freundlich - Modularer Aufbau in Mechanik und Elektronik für Service mit Austauschteilen - Ferndiagnose möglich über PC/Netzwerk oder sogar PDA - Fernanzeige von Status Messablauf, Fehlermeldungen, Alarmen über Webbrowser - Datenspeicher mit 96 Std. Vorhaltezeit zur Sicherheit / Rückverfolgung Rückverfolgbarkeit von Ergebnissen - Rückverfolgbarkeit von Vorgaben/Ergebnissen nach FDA Erfordernissen (21CFR11) - Vorbereitet für FDA/Pharma Vorschriften mit Materialien und Aufbau 4 2

3 PolyLab OS. Was ist neu? System - Modulares System für Kneter, Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder, die an eine Antriebseinheit adaptiert werden können (jeweils eine) - Offenes System um zusätzliche Komponenten mit CANOpen Bus einfach zu integrieren RheoDrive - Neues Motorenkonzept mit intelligenten Motoren von kw Leistung - Sehr ruhig laufende Motoren (2 kw ist ein Synchronmotor) für glatte Mixerkurven - Motorstrom kann als Drehmomentmesswert direkt eingelesen werden Docking Station - Sichere und doch einfache Kopplungsmechanik um Komponenten zu verbinden - Nur eine zentral Steckverbindung, um Kabelsalat zu vermeiden - Stabile Gehäuse mit grossen Rädern, um auch auf unebenem Boden System zu verfahren CANOpen Bus - Intelligenter Bus mit offenerer Architektur verbindet alle Komponenten mit Selbst-Identifikation und Übertragung eigenständiger Daten wie Kalibrierung, Alarm- und Grenzwerte - Einfache Adaption der Standardkomponenten wie Druckfühler, Temperaturfühler, Drehmomentsensor ohne Software Modifikation oder Anpassung - Einbindung auch von Komponenten, die nach der Extruderdüse kommen wie z.b. Abzugseinheiten Vernetzung - Einfacher Anschluss an PC wie bei einem Drucker mit USB oder TCP/IP (Option) - Fernsteuerung zur manuellen Bedienung des Anntriebs (am Kabel zum leichteren Auffinden) - Diagnose Status Alarme; alles abrufbar lokal am PC oder von der Ferne mit Webbrowser 5 PolyLab OS Docking Station Zentralstecker um Kneter und/oder Extruder anzuschliessen 6 3

4 Fernbedienung mit Kabel Fernsteuerung gehört zum Standard-Lieferumfang 7 CANOpen Druckfühler Druckaufnehmer mit CanOpen Bus die zur Sicherheit am Gehäuse befestigt sind (Aufnahme ist Option) 8 4

5 Monitor Software ( 9 Service Freundlichkeit einfacher Zugang zu Motor und Steuerung 10 5

6 PolyLab OS mit Kneter PolyLab OS mit Einschneckenextruder 19/

7 PolyLab OS mit konischer Doppelschnecke 13 PolyLab OS mit PTW16 und 2 Walzenabzug 14 7

8 PolyLab OS mit PTW24 und Schmelzepumpe 15 Physikalische Prüfmethoden at-line Viskosität At-line Viskositätsmessungen werden auch nach dem Prinzip des Kapillarviskosimeters gemacht (Δp, V). Hierbei wird aber nur die Schmelze aus dem Extruder gezogen und dann im separaten Rheometer (Haake ProFlow) gemessen. In Abhängikeit von der gewählten Düse erhält man die Viskositätskurve, MVI und die Dehnviskosität. 16 8

9 Physikalische Prüfmethoden Dehnviskosität Mit einer patentieren Dehndüse (US ) am Ende eines Extruders - Schmelzepumpe wird neben den rheologischen Größen (Viskosität =f(gp) auch die Dehnung erfasst. Damit kann die Formänderung nach der Düse abgeschätzt werden. (Ref 3 LDPE bei 190 C) 17 Physikalische Prüfmethoden - G G =f(ω) Das Viskositäts-Spektrum wird in der Schmelze mit einem axial oszillierendem Rheometer erfasst, das in einen Druckaufnehmer Port eingeschraubt wird. (Ref.1) (Prinzip: Oszillierender Squeeze Flow) PAV Labor 18 9

10 Physikalische Prüfmethoden MW, MWD Aus dem Spektrum (G G =f(ω)) kann über eine Model Theorie das mittlere Molekulargewicht und die Verteilung berechnet werden.(ref.2) On-line und in der Schmelze! Polyäthylen 150, 180 C 19 Optische Prüfmethoden Stippen Mit einer gekühlten Abzugseinheit wird das Extrudat an einer Flachdüse abgezogen und mit Hilfe einer Zeilenkamera die Stippen oder Verunreinigungen der Folie erfasst und statistisch ausgewertet. Kamera 20 10

11 Analytische Prüfmethoden - Farbe Wer wünscht sich nicht in der Schmelze die Farbe zu messen, die Farbe zu regeln ohne ins Labor zu rennen. Erste Versuche zeigen, dass es geht, wenn man in der Schmelze einen optischen Lichtleiter einbaut, der zu einem UV-VIS Photometer geht. Mit einer intelligenten Software wird sogar die Korrelation zu den Laborwerten hergestellt. (Equitech Inc, USA) 21 Analytische Prüfmethoden - Konzentration SentroProc NIR - Quantitative In-line Bestimmung des Vinylacetats (VA) im Polymerblend Polypropylen (PP)/Ethylenvinylacetat-Copolymer (EVA) im Bereich von 0 bis 10 % VA während der Extrusion (Ref.4) Die Kalibrierung erfolgte mit dem Programm GRAMS32 und der Chemometrie-Applikation PLSplus/IQ von Galactic Ind. Corp Das verwendete NIR-System zeigte ein sehr gute Stabilität bei den Messungen über einen Zeitraum von drei Tagen

12 Analytische Prüfmethoden - Konzentration Das Verhältnis von PE-PP zeigt sich gut in den NIR Spektren und kann wieder mit Hilfe einer Kalibrierung quantitative erfasst werden. (Ref. 5) 23 Analytische Prüfmethoden - Feuchtigkeit Die Feuchtigkeit von Polyamid 6 kann über NIR Spektren und einer Kalibrierung sehr gut in der Schmelze berührungslos erfasst werden (Ref. 5) 24 12