Prozessüberwachung und -optimierung in der ...

ii Inhaltsverzeichnis
5.1 Mischungscharakterisierung ........................................................................................ 56
5.1.1 Stand der Technik bei der Mischungsprüfung..................................................... 57
5.1.2 Mischungsprüfmethoden...................................................................................... 59
5.1.2.1 Mooney-Viskosimeter...................................................................................... 60
5.1.2.2 Vulkameter....................................................................................................... 62
5.1.2.3 Rheovulkameter ............................................................................................... 64
5.1.2.4 Rußdispersionsmessung................................................................................... 68
5.1.2.5 Hochdruckkapillarviskosimeter ....................................................................... 72
5.2 Konzept zur Auswahl von verarbeitungsrelevanten Mischungseigenschaften............ 75
5.2.1 Mathematische Modellierung des Mischprozesses.............................................. 78
5.2.2 Versuche mit einer Reifenmischung – Zusammenhänge zwischen der
Mischungsherstellung und den Mischungscharakterisierungsmethoden............. 79
5.2.2.1 Regressionsanalytische Untersuchungen ......................................................... 81
5.2.2.1.1 Modelle für Mooney-Viskosität............................................................... 81
5.2.2.1.2 Modelle für Zugfestigkeit ........................................................................ 82
5.2.2.1.3 Modelle für die Dauerfestigkeit ............................................................... 83
5.2.2.2 Zusammenfassung der Ergebnisse für die NR-SBR-BR-Reifenmischung...... 85
5.2.3 Versuche mit einer SBR-Standardspritzgießmischung – Ermittlung der
verarbeitungs- und bauteilrelevanten Mischungsprüfmethoden.......................... 87
5.2.3.1 Versuchseinstellungen bei der Aufbereitung und Verarbeitung der SBR-
Standardspritzgießmischung ............................................................................ 88
5.2.3.2 Erster Analyseschritt – Zusammenhänge zwischen der Mischungsherstellung
und den Mischungseigenschaften..................................................................... 90
5.2.3.2.1 Korrelationen zwischen den Kenngrößen und den
Mischungseigenschaften und ................................................................... 91
5.2.3.2.2 Regressionsmodelle ................................................................................. 97
Mooney-Viskosität............................................................................................... 97
Rubber Process Analyzer (RPA)-Untersuchungen............................................ 100
5.2.3.3 Zusammenfassung der Ergebnisse aus Kapitel 5.2.3..................................... 104
5.2.4 Zweiter Analyseschritt – Auswahl der spritzgießprozessrelevanten
Mischungseigenschaften .................................................................................... 105
5.2.5 Dritter Analyseschritt – Auswahl der produktrelevanten Mischungseigenschaften
............................................................................................................................ 108
5.3 Zusammenfassung des Kapitels 5.............................................................................. 111
6 Betriebspunktoptimierung bei der Aufbereitung und Weiterverarbeitung .................... 113
6.1 Optimierung der Mooney-Viskosität einer Kautschukmischung mit Hilfe statistischer
Optimierungsverfahren .............................................................................................. 115
6.1.1 Versuchsaufbau und Datenbasis für die Mooney-Viskositäts-optimierung ...... 116
6.1.2 Einfaktormethode............................................................................................... 117
6.1.2.1 Theorie ........................................................................................................... 117
6.1.2.2 Optimierungsergebisse................................................................................... 118
6.1.3 Methode des Steilsten Anstieges ....................................................................... 121
6.1.3.1 Theorie ........................................................................................................... 121
6.1.3.2 Optimierungsergebnisse................................................................................. 123
6.1.4 Simplex-Methode............................................................................................... 127
6.1.4.1 Theorie ........................................................................................................... 127
6.1.4.2 Optimierungsergebnisse................................................................................. 130