In the thesis some problems concerning fabrication of composites based on present knowledge and author’s own experience have been revealed. The methods of fabrication of the composites take into consideration following operations like size-reduction, agglomeration and compounding (mixing components) in solid (grainy) state to obtain the composite of determined properties assigned for processing operations like injection moulding, extrusion or press moulding. The experiments were made in lab conditions similar to industrial ones. In each of the above mentioned operations very characteristic factors for individual operation have been observed. Those factors for size-reduction, agglomeration, compounding and press moulding have been presented in table 3.8 (column C). There were no procedures to analyze the fabrication of composites made of thermoplastic film wastes and rubber wastes in connection with properties of components in solid (grainy) state before compounding and press moulding by now. Because of specific basic operations the tests were carriedart on special test stands using phaenomenological methods. The results have enabled determination of the most advantegous directions for designing technological lines within the range of utilization of selected plastics and rubber wastes. The results might also be used for designing other constructional- technological solutions which would concern fabrication of composites based on other secondary polymeric materials. / In der Arbeit wurden auf Basis des bisherigen Standes der Technik und der Resultate eigener Arbeiten die mit der Herstellung von Kompositwerkstoffen verbundenen Probleme analysiert. Die gewählte Methodik der Herstellung der Kompositwerkstoffe berücksichtigt die Grundprozesse Zerkleinern, Agglomerieren und Mischen der Komponenten im festen Zustand. Ziel war die Herstellung eines Kompositwerkstoffs mit bestimmten Eigenschaften, der sich durch Spritzgießen, Extrudieren und Pressen verarbeiten lässt. Während der unter praxisnahen Laborbedingungen realisierten Versuche wurden für jeden der o. g. Prozesse die repräsentativsten Einflussfaktoren berücksichtigt. Diese Faktoren für das Agglomerieren, Zerkleinern, Mischen und Pressen wurden näher in der Tabelle 3.8 dargestellt. Bisher gab es einen Mangel an Analyseprozeduren bei der Herstellung der Kompositwerkstoffe aus thermoplastischen Folien und Gummi. Ziel war die Ermittlung des Zusammenhangs der Eigenschaften der Komponenten im festen (körnigen) Zustand vor dem Misch- und nach dem Pressprozess. Wegen der Eigenart der Grundprozesse wurden die Versuche unter Benutzung phänomenologischer Methoden an speziell vorbereiteten Versuchsständen durchgeführt. Die Resultate der Versuche führten zu Richtlinien zum Entwerfen von technologischen Vorschriften im Bereich des Verwertens der ausgewählten Kunststoff- und Gummiabfälle. Die Resultate der Versuche könnten auch beim Entwerfen anderer technologischer Lösungen genutzt werden, die die Herstellung der Kompositwerkstoffe aus anderen sekundären polymeren Materialien betreffen würden. Es ist bemerkenswert, dass einige Resultate der Arbeit bereits in der industriellen Praxis genutzt werden. Dies betrifft vor allem einen Kompositwerkstoff mit speziellen akustischen Eigenschaften (Werkstoff von bestimmter Impedanz), der sich sehr gut für die Ultraschalltechnik eignet, sowie einen Kompositwerkstoff zur Extrusion von elastischen Kernen bei der Herstellung von Hochdruckschläuchen. Nach Meinung des Verfassers ist es gelungen, die Hypothese zu verifizieren, dass es eine bestimmte, vorteilhafte Menge von Grundprozessen gibt, deren richtige Wahl über die Qualität der erhaltenen Erzeugnisse entscheidet. Bestätigt wird das in einer Tabelle, die die Relationen zwischen den Methoden der Aufbereitung der Komponenten im festen Zustand und den Festigkeitseigenschaften der erhaltenen Kompositwerkstoffe aufzeigt. Die mikroskopischen Beobachtungen der Bruchflächen an der Grenze Matrixmaterial – Gummipulver bestätigen die formschlüssige Einlagerung des Gummimehls in entsprechenden Fraktionen, was die o. g. Festigkeitseigenschaften wesentlich beeinflusst. Unabhängig davon können die in der Arbeit erhaltenen Resultate als Basis für weitere Untersuchungen im Bereich der Analyse von Teilprozessen der Aufbereitung von Kompositwerkstoffen aus sekundären Kunststoffen dienen.

In the thesis some problems concerning fabrication of composites based on present knowledge and author's own experience have been revealed. The methods of fabrication of the composites take into consideration following operations like size-reduction, agglomeration and compounding (mixing components) in solid (grainy) state to obtain the composite of determined properties assigned for processing operations like injection moulding, extrusion or press moulding. The experiments were made in lab conditions similar to industrial ones. In each of the above mentioned operations very characteristic factors for individual operation have been observed. Those factors for size-reduction, agglomeration, compounding and press moulding have been presented in table 3.8 (column C). There were no procedures to analyze the fabrication of composites made of thermoplastic film wastes and rubber wastes in connection with properties of components in solid (grainy) state before compounding and press moulding by now. Because of specific basic operations the tests were carriedart on special test stands using phaenomenological methods. The results have enabled determination of the most advantegous directions for designing technological lines within the range of utilization of selected plastics and rubber wastes. The results might also be used for designing other constructional- technological solutions which would concern fabrication of composites based on other secondary polymeric materials. / In der Arbeit wurden auf Basis des bisherigen Standes der Technik und der Resultate eigener Arbeiten die mit der Herstellung von Kompositwerkstoffen verbundenen Probleme analysiert. Die gewählte Methodik der Herstellung der Kompositwerkstoffe berücksichtigt die Grundprozesse Zerkleinern, Agglomerieren und Mischen der Komponenten im festen Zustand. Ziel war die Herstellung eines Kompositwerkstoffs mit bestimmten Eigenschaften, der sich durch Spritzgießen, Extrudieren und Pressen verarbeiten lässt. Während der unter praxisnahen Laborbedingungen realisierten Versuche wurden für jeden der o. g. Prozesse die repräsentativsten Einflussfaktoren berücksichtigt. Diese Faktoren für das Agglomerieren, Zerkleinern, Mischen und Pressen wurden näher in der Tabelle 3.8 dargestellt. Bisher gab es einen Mangel an Analyseprozeduren bei der Herstellung der Kompositwerkstoffe aus thermoplastischen Folien und Gummi. Ziel war die Ermittlung des Zusammenhangs der Eigenschaften der Komponenten im festen (körnigen) Zustand vor dem Misch- und nach dem Pressprozess. Wegen der Eigenart der Grundprozesse wurden die Versuche unter Benutzung phänomenologischer Methoden an speziell vorbereiteten Versuchsständen durchgeführt. Die Resultate der Versuche führten zu Richtlinien zum Entwerfen von technologischen Vorschriften im Bereich des Verwertens der ausgewählten Kunststoff- und Gummiabfälle. Die Resultate der Versuche könnten auch beim Entwerfen anderer technologischer Lösungen genutzt werden, die die Herstellung der Kompositwerkstoffe aus anderen sekundären polymeren Materialien betreffen würden. Es ist bemerkenswert, dass einige Resultate der Arbeit bereits in der industriellen Praxis genutzt werden. Dies betrifft vor allem einen Kompositwerkstoff mit speziellen akustischen Eigenschaften (Werkstoff von bestimmter Impedanz), der sich sehr gut für die Ultraschalltechnik eignet, sowie einen Kompositwerkstoff zur Extrusion von elastischen Kernen bei der Herstellung von Hochdruckschläuchen. Nach Meinung des Verfassers ist es gelungen, die Hypothese zu verifizieren, dass es eine bestimmte, vorteilhafte Menge von Grundprozessen gibt, deren richtige Wahl über die Qualität der erhaltenen Erzeugnisse entscheidet. Bestätigt wird das in einer Tabelle, die die Relationen zwischen den Methoden der Aufbereitung der Komponenten im festen Zustand und den Festigkeitseigenschaften der erhaltenen Kompositwerkstoffe aufzeigt. Die mikroskopischen Beobachtungen der Bruchflächen an der Grenze Matrixmaterial - Gummipulver bestätigen die formschlüssige Einlagerung des Gummimehls in entsprechenden Fraktionen, was die o. g. Festigkeitseigenschaften wesentlich beeinflusst. Unabhängig davon können die in der Arbeit erhaltenen Resultate als Basis für weitere Untersuchungen im Bereich der Analyse von Teilprozessen der Aufbereitung von Kompositwerkstoffen aus sekundären Kunststoffen dienen.

Kieserit ist neben Sylvin und Halit ein Hauptbestandteil des als Hartsalz bezeichneten Salzgesteines der deutschen Salzlagerstätten. In neuerer Zeit gewinnt der Kieserit (Magnesiumsulfat-monohydrat) zunehmende Bedeutung als schnell wirkender Magnesiumdünger zur Sulfat-Versorgung schwefelarmer Böden. Zur Überführung des Kieserits in hochwertiges Granulat ist die in der Kaliindustrie dominierende Kompaktier-Zerkleinerungs-Technologie nicht geeignet. Bei diesem Verfahren wird das Düngemittel durch Hochdruckverdichtung (p > 150 MPa) ohne Bindemittel verpresst. Es konnte durch umfangreiche Versuche nachgewiesen werden, dass 1. die Kompaktier-Zerkleinerungs-Technologie erst dann geeignet ist, wenn die Prozessbedingungen stark verändert werden. 2. besonders hochwertige Granulate dann entstehen, wenn der Kieserit mit Gleitmitteln in Flachmatrizen-Pelletpressen geformt und verdichtet sowie nachfolgend auf w ≤ 2 % getrocknet wird. Es wurde eine große Anzahl an Gleitmitteln erfolgreich getestet. Durch Reaktion zwischen Gleitmittel und Kieserit bei der Trocknung entstehen besonders hochwertige Granulate.

Auf der Basis experimenteller Untersuchungen im Labor- und Technikummaßstab wurden Verfahren konzipiert, nach denen Holzhackschnitzel ohne Einsatz synthetischer Leime zu Pressformkörpern hoher Qualität verarbeitet werden können, für die es ein Nutzungspotenzial als Werk- bzw. Baustoff gibt. Wichtiger Bestandteil der neuen Verfahren sind die Zerfaserung der Hackschnitzel mit Hilfe eines Doppelschneckenzerfaserers, die Modifizierung der Holzfasern mit Weichbraunkohle und/oder Löschkalk sowie mit Kraftwerksasche und die Verpressung der modifizierten Holzfasern mit hohen oder niedrigen Pressdrücken. Als eine Schlüsselmaßnahme für die Realisierung gewünschter Produktqualitäten erwies sich die hydromechanische Aktivierung aller beteiligten Rohstoffe. Neben der Ermittlung optimaler Verfahrensparameter wurden umfangreiche Untersuchungen zur Charakterisierung bauphysikalischer Eigenschaften der Produkte durchgeführt. Um Einsatzchancen abzuschätzen, wurde eine Schätzung der Herstellungskosten vorgenommen.

Das Hauptziel dieser Arbeit war die verfahrenstechnische, tribologische und konstruktive Optimierung einer Kompaktieranlage für Si-Pulver mit spezifischer Clusterstruktur und einer sehr geringen Schüttdichte von ca. 0,05 g/cm³. Die Steigerung der Kompaktatrohdichte auf >0,5 g/cm³ und die Erhöhung der Standzeit der keramischen Walzenbelegung unter Vermeidung des Fremdstoffeintrags in das Si-Pulver sind die wichtigsten Optimierungsziele. Eine Mehrfachverdichtung des Pulvers erweist sich als positiv für den Dichtewert. Die Beseitigung der Clusterstruktur durch Intensivmahlung sowie die Steigerung der Primärpartikelgröße des Pulvers führt ebenfalls zum Anstieg der Kompaktatrohdichte. Zum Verschleißschutz im Bereich der Stopfschnecke eignet sich eine DLC-Beschichtung (a-C:H:X) auf plasmanitriertem Stahl X5CrNi18-10. Herzbleche aus Zikonoxid und eine Walzenbelegung aus Siliziumnitrid sind beim Einsatz des Abrasivs Si-Pulver aus tribologischer Sicht am besten. Die Spannungsanalyse mittels FEM ist die Basis zur Ermittlung der optimalen Walzengeometrie und bestätigt das Siliziumnitrid als Walzenwerkstoff für den Verschleißschutz.

Das Ziel dieser Arbeit bestand in der Erarbeitung von Verfahrenskonzepten zur stofflichen Nutzung von Fichtenrinde und im Nachweis deren technischer Realisierbarkeit. Dabei wurden drei Verfahrensvarianten zur Herstellung eines festen Rindenwerkstoffes mit guter Dämmwirkung, einem schüttfähigen Dämmstoff in Form von Pellets und Granulaten und einem Werkstoff mit hoher Festigkeit und Oberflächengüte erarbeitet. Zu Beginn der Arbeit wurden Qualitätsziele der Produktkennwerte formuliert, die für Rindenprodukte bisher nicht erreichbar waren. Diese sollten trotz der Maßgabe, auf synthetische Bindemittel zu verzichten, erreicht werden. Die konsequente Anwendung verfahrenstechnischer Grundoperationen mit bewährten Apparaten, erweitert durch ein neues System aus Heizung und Kühlung während der Pressverdichtung, ermöglichten das Erreichen und zum Teil Übertreffen der geforderten Qualitätsziele. Die technische, aber auch wirtschaftliche Umsetzung ist möglich.

In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Methoden zur Bestimmung von Sintertemperaturen für Brennstoffaschen vorgestellt und verglichen, mit dem Ziel die Agglomerationsneigung von Aschen zu charakterisieren. Es wurden Untersuchungen an drei ausgewählten Kohleaschen unter inerten, oxidierenden und reduzierenden Bedingungen durchgeführt. Die Methoden Erhitzungsmikroskopie (ASV), Hochtemperatur-Röntgendiffraktometrie (HT-RDA), Thermogravimetrische Differenz-kalorimetrie (TG-DSC), Thermodynamische Gleichgewichtsberechnungen (GGW), Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS), Untersuchung der Schereigenschaften (SV) und die Bestimmung der Kaltdruckfestigkeit (KDF) wurden angewendet. Die Kombination der Untersuchungen ließ eine umfangreiche analytische Charakterisierung der Sintervorgänge zu. Unter der Berücksichtigung einer guten Vergleichbarkeit hinsichtlich der ermittelten Sintertemperaturen, stellt die EIS eine Alternative zur etablierten aber zeitaufwändigen Bestimmung der KDF dar. In Abhängigkeit von der Aschezusammensetzung, der Korngröße und der Gasatmosphäre, ist bereits ab einer Temperatur von 650 °C eine Agglomeration von Aschepartikeln möglich.

Auf der Basis experimenteller Untersuchungen im Labor- und Technikummaßstab wurden Verfahren konzipiert, nach denen Holzhackschnitzel ohne Einsatz synthetischer Leime zu Pressformkörpern hoher Qualität verarbeitet werden können, für die es ein Nutzungspotenzial als Werk- bzw. Baustoff gibt. Wichtiger Bestandteil der neuen Verfahren sind die Zerfaserung der Hackschnitzel mit Hilfe eines Doppelschneckenzerfaserers, die Modifizierung der Holzfasern mit Weichbraunkohle und/oder Löschkalk sowie mit Kraftwerksasche und die Verpressung der modifizierten Holzfasern mit hohen oder niedrigen Pressdrücken. Als eine Schlüsselmaßnahme für die Realisierung gewünschter Produktqualitäten erwies sich die hydromechanische Aktivierung aller beteiligten Rohstoffe. Neben der Ermittlung optimaler Verfahrensparameter wurden umfangreiche Untersuchungen zur Charakterisierung bauphysikalischer Eigenschaften der Produkte durchgeführt. Um Einsatzchancen abzuschätzen, wurde eine Schätzung der Herstellungskosten vorgenommen.

Das Hauptziel dieser Arbeit war die verfahrenstechnische, tribologische und konstruktive Optimierung einer Kompaktieranlage für Si-Pulver mit spezifischer Clusterstruktur und einer sehr geringen Schüttdichte von ca. 0,05 g/cm³. Die Steigerung der Kompaktatrohdichte auf >0,5 g/cm³ und die Erhöhung der Standzeit der keramischen Walzenbelegung unter Vermeidung des Fremdstoffeintrags in das Si-Pulver sind die wichtigsten Optimierungsziele. Eine Mehrfachverdichtung des Pulvers erweist sich als positiv für den Dichtewert. Die Beseitigung der Clusterstruktur durch Intensivmahlung sowie die Steigerung der Primärpartikelgröße des Pulvers führt ebenfalls zum Anstieg der Kompaktatrohdichte. Zum Verschleißschutz im Bereich der Stopfschnecke eignet sich eine DLC-Beschichtung (a-C:H:X) auf plasmanitriertem Stahl X5CrNi18-10. Herzbleche aus Zikonoxid und eine Walzenbelegung aus Siliziumnitrid sind beim Einsatz des Abrasivs Si-Pulver aus tribologischer Sicht am besten. Die Spannungsanalyse mittels FEM ist die Basis zur Ermittlung der optimalen Walzengeometrie und bestätigt das Siliziumnitrid als Walzenwerkstoff für den Verschleißschutz.

Das Ziel dieser Arbeit bestand in der Erarbeitung von Verfahrenskonzepten zur stofflichen Nutzung von Fichtenrinde und im Nachweis deren technischer Realisierbarkeit. Dabei wurden drei Verfahrensvarianten zur Herstellung eines festen Rindenwerkstoffes mit guter Dämmwirkung, einem schüttfähigen Dämmstoff in Form von Pellets und Granulaten und einem Werkstoff mit hoher Festigkeit und Oberflächengüte erarbeitet. Zu Beginn der Arbeit wurden Qualitätsziele der Produktkennwerte formuliert, die für Rindenprodukte bisher nicht erreichbar waren. Diese sollten trotz der Maßgabe, auf synthetische Bindemittel zu verzichten, erreicht werden. Die konsequente Anwendung verfahrenstechnischer Grundoperationen mit bewährten Apparaten, erweitert durch ein neues System aus Heizung und Kühlung während der Pressverdichtung, ermöglichten das Erreichen und zum Teil Übertreffen der geforderten Qualitätsziele. Die technische, aber auch wirtschaftliche Umsetzung ist möglich.