Kunststoffschmelze
Warum wird eine Kunststoffschmelze SCHNELL abgekühlt? Oder wird sie doch langsam abgekühlt? Wenn ja wieso?
4 Antworten
Es gilt dasselbe wie bei jedem erwärm abkühlvorgang. Du musst zwei sachen gegenüberstellen:
- Den Wärmeinhalt des abzuühlenden Stoffes Q = m * c * t (m=Massse c= spezifische Wärmekapatzität [kJ/kgK] und die Temperatur in [K]
- Dem gegenüber den Wärmeverlust, da wird es schon komplizierter und auf die innere Wärmeleitung, also auf die Wärmeableitung vom Stoffmittelpunkt zu dessen oberfläche verzichte ich hier mal (also ich müsste auch mal nachschauen, ich weiss aber noch da haben wir ziemlich gerechnet, Inegral zweiten grades, weiss es aber selber nicht mehr so genau.)
Der Wärmeverlust würde ich mal mit Q= a * dT bestimmen. a= Wämeübergangskoefizient auch der gibt zimlich zu rechnen. Im ruhender Luft etwa 8-15 W/m2K, in Luftstömung bei etwa 3 m/s 20 - 80 W/m2K. In stehendem Wasser etwa 800 W/m2K, In Dampf etwa 2000- 8000 W/m2K. dT =Temperaturdifferenz [K]
Wenn Du das grafisch (Z.B in 1 [K] schritten Zeichnest erhälst du eine Kurve. Es wird auch schnell klar dass der Stoff im Wasser schneller kalt ist.
Es kommt ganz auf die Spezifische Wärmekapazität (c) des Materials drauf an. Das heißt Kunststoffe sind schlechte Wärmeleiter und dadurch kühlen sie auch langsamer ab im Gegensatz zu metallen, die bessere Wärmeleiter sind. Es hat was mit dem Molekularen Aufbau zu tun und hat wenig/nichts mit der Masse zu tun.
Die Spezifischen Wärmekapazitäten sind in Tabellen gegeben und sind in Versuchen bestimmbar.
Um es z.B. zu bestimmen werden in ein Behälter beheiztes Wasser und in ein anderes Eiswasser gegeben und nach ca. 10 Minuten die abgeschmolzenen Eiswürfeln gemessen. und nach der Formel (wie unten schon beschrieben) Q=m*c*deltaT die Spezifische Wärmekapazität bestimmt.
Das wichtige ist (was du bei deiner Frage interschlagen hast) das du ein Vergleich stellen musst im Gegensatz zu (z.B. Metallen oder Gasen...)
Freue mich auf eine positive Bewertung :)
Man kühlt immer so schnell ab wie es irgendwie möglich ist. Grund ist einfach, das dadurch die Zykluszeiten kurz gehalten werden und mehr Stück pro Stunde oder Tag produziert werden können.
Manche Kunststoffe müssen aber langsam gekühlt werden, um z.B. innere Spannungen zu reduzieren. Dies gilt besonders für dickwandige Teile. Auch die Transparenz kann durch zu schnelles abkühlen gestört werden. Denn die langsame Abkühlung sorgt für hohere Kristallinität und damit höhere Transparenz.
Also - wie so oft - hängt davon ab...
Kommt ganz darauf an. Wenn du in einer Produktion bist ist ein schnelles abkühlen rein aus technischer Sicht sinnvoll (höhere Geschwindigkeiten mehr Durchsatz mehr Geld). Wenn du es als gezieltes Verfahren sehen willst kann es sich um Teilkristalline Thermoplaste handeln bei denen die Abkühlgeschwindigkeit einfluss auf den Kristallisationsgrad hat und somit entscheidend für die Mechanisch-Chemischen Eigenschaften ist. Wenn du diesen Fall von dem du redest einmal genauer Darstellst kann man dir auch gernaueres sagen.