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- der Hochschule zugeordnet
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- GND
- 1068305401
- ORCID
-
0000-0002-7668-2138
- SCOPUS
- 36632920700
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Abstract in Deutsch:
Das Thema dieser Bachelorarbeit ist die Definition eines Prozessfensters zur Herstellung von Mikropartikeln aus Polypropylen (PP) und Thermoplastischem Polyurethan (TPU) durch Tropfenextrusion. Der Fokus liegt sowohl auf der Identifikation und Quantifizierung der Einflussgrößen auf die Partikelausbildung als auch auf der Optimierung der Strahlzerfallsmechanismen durch gezielte Modifikation dieser Einflussfaktoren (Betriebspunktbestimmung). Im Rahmen des Stands der Technik werden zunächst gängige Verfahren zur Herstellung solcher Mikropartikel und deren Verarbeitung in Pulverbettverfahren analysiert. Anschließend wird auf die rheologischen und spritztechnischen Grundlagen der Tropfenextrusion eingegangen, wobei die Bedeutung der Plateau-Rayleigh-Instabilität für die Ausbildung einzelner Tropfen im Strahlzerfall besonders hervorgehoben wird. Die experimentelle Vorgehensweise umfasst Vorversuche, die zur Festlegung der Prozessvariablen für die Hauptversuche dienen. Zu diesen Prozessvariablen zählen die Düsengeometrie, die Volumenstrom und der auf die Kunststoffschmelze ausgeübte Druck. Ziel der Untersuchungen ist die Ausbildung einzelner, definierter Mikropartikel. Mikroskopische Analysen der erzeugten Proben zeigen ein unterschiedliches, materialabhängiges Verhalten. Es wird festgestellt, dass mit beiden Materialien eine Mikropartikelbildung mittels Tropfenextrusion möglich ist. Insgesamt zeigt die Tropfenextrusion ein großes Potenzial zur Verarbeitung unterschiedlicher Kunststoffe. Es werden verschiedene Ansätze zur Steigerung der Effizienz des Zerstäubungsprozesses durch Anpassung der Einflussgrößen aufgezeigt, was auf eine vielversprechende Optimierung der Tropfenextrusion für die Mikropartikelherstellung hinweist.
Abstract in Englisch:
The topic of this bachelor thesis is the definition of a process window for the production of microparticles from polypropylene (PP) and thermoplastic polyurethane (TPU) by drop extrusion. The focus is on the identification and quantification of the influencing variables on particle formation as well as on the optimization of the jet decomposition mechanisms through targeted modification of these influencing factors (operating point determination). In the context of the state of the art, common processes for the production of such microparticles and their processing in powder bed processes are first analyzed. Subsequently, the rheological and spraying fundamentals of droplet extrusion are discussed, with particular emphasis on the importance of plateau-Rayleigh instability for the formation of individual droplets in jet disintegration. The experimental procedure includes preliminary tests that serve to determine the process variables for the main tests. These process variables include the nozzle geometry, the volume flow and the pressure exerted on the plastic melt. The aim of the investigations is to form individual, defined microparticles. Microscopic analyses of the samples produced show different material-dependent behavior. It is found that microparticle formation is possible with both materials using drop extrusion. Overall, droplet extrusion shows great potential for processing different plastics. Various approaches for increasing the efficiency of the atomization process by adjusting the influencing variables are shown, which indicates a promising optimization of droplet extrusion for microparticle production.