ИСТОРИЯ ЗА УСПЕХ НА КЛИЕНТА
Разбиране на пукнатините на стопилката при обработката на полимери с помощта на капилярни реометри NETZSCH
Това е история за успеха на клиент от Дон Флеминг. Като основател на Fleming Polymer Testing, той предоставя услуги по договор за изпитване на полимерната индустрия от 1988 г. насам, като използва капилярните реометри RH2000, RH7 и RH10 на NETZSCH.
Представяне на Don Fleming
"Името ми е Дон Флеминг. Завърших машинно инженерство в университета в Брадфорд, след което защитих докторантура в същия факултет. Съществените области на моите изследвания бяха реактивното екструдиране на омрежени LLDPE и PET пяни чрез двушнекова екструзия и капилярният реометър на катедрата беше съществена част от тази работа, което в крайна сметка доведе до работата ми за Rosand в началото на 90-те години. През 1998 г. създадох Fleming Polymer Testing, като използвах капилярния реометър като крайъгълен камък на бизнеса си, предоставяйки услуги по договор за изпитване на полимерната индустрия.
При започването на бизнеса беше ясно, че реометърът ще бъде с двоен отвор на Rosand, и след като видях много други реометри в тази област, няма съмнение, че Rosand беше и продължава да бъде най-добрият инструмент.
В момента фирмата разполага с RH2000, RH7 и RH10. И трите уреда работят с различни материали, не само с полимери, а тяхната гъвкавост и чувствителност позволяват лесното извършване на сложни дейности, като например описаното по-долу разрушаване на стопилката.
Целта: решаване на реални проблеми, свързани с процесите на производство на полимери
Оттогава бизнесът се разширява и консолидира, за да обхване дистрибуторството на софтуера за симулация на потока Compuplast, който, разбира се, разчита до голяма степен на данните от реометъра. Бизнесът ми даде възможност да пътувам до много от най-големите световни компании за производство на полимери, за да провеждам обучения и семинари и да свързвам академичните аспекти на реометрията с решаването на реални технологични проблеми. Рутинните елементи на изпитването, заедно със строгите изисквания на симулацията на потока, означават, че се упражняват всички аспекти на възможностите на реометрите - от набъбване на матрицата до приплъзване на стената и от разрушаване на стопилката до екстензионен вискозитет.
Разбиране на пукнатините и разкъсването на стопилката при обработката на полимери
Една от най-интригуващите и проблематични области на обработката на полимери е разрушаването на стопилката. разрушаването на стопилката води до това, че повърхността на екструдирания полимер става грапава и вълнообразна, както е показано на фигура 1.
Това несъмнено е сериозен проблем, ако се налага, а в повечето случаи се налага, повърхността на нашия продукт да бъде гладка и без дефекти; никой не иска да произведе лошо изглеждащ кабел, профил или тръба! Причините за разрушаването на стопилката и свързаното с него явление - разкъсването на стопилката - са обект на научно изследване от десетилетия, без да се стига до консенсус. Въпреки това, един аспект, който не се оспорва, е, че то възниква при специфично, критично напрежение и това напрежение може да бъде измерено само с капилярен реометър.
На фигура 2 са показани колебанията на налягането, изпитвани от реометъра при сблъсък с разтопен полимер, който се чупи. След като започнат деформациите на повърхността, дългият матричен преобразувател на налягане се сблъсква с циклично вълнообразно движение, по време на което не е възможно да се постигне равновесие на налягането; за да се изчисли стойността на напрежението на срязване, налягането трябва да бъде в равновесно състояние.
Ако не сме наясно с този феномен, много често получаваме функция на вискозитета на срязване, която изглежда като тази на фигура 3, където съществува област на плато. Това плато не е реално, а е проява на това как реометърът търси равновесно налягане, не може да го намери и преминава към следващата скорост на срязване. Въпреки че този резултат не е реален, той е показателен за разкъсване на стопилката и визуалното изследване на екструдата често ще го потвърди. Освен това критичното напрежение на срязване може да се извлече от фигура 3 като това напрежение на срязване, при което започва платото; 500 kPa в този случай.
Научната работа потвърждава, че критичното напрежение не зависи от температурата и средното тегло на молекулите, поради което е невъзможно да се облъчи, ако се запази масовата производителност и/или геометрията на матрицата.
На фигура 4 е показано разкъсване на стопилката, което се проявява в катализиран със 100% металоцен линеен полиетилен с ниска плътност (LLDPE), и е видно, че критичното напрежение е около 450 kPa. При смесване на металоцен с нарастващи пропорции на катализиран клас Zieger Natta е видно, че критичното напрежение намалява; при намаляване на пропорцията на металоцен до 60% критичното напрежение намалява до около 410 kPa, като при 20% намалява до около 340 kPa.
Този важен резултат предоставя един от малкото методи, чрез които критичното напрежение може да бъде намалено и как то може да бъде открито и измерено само с помощта на капилярна реометрия."
Потвърждение
Голяма благодарност на Дон Флеминг от Fleming Polymer Testing за това, че сподели своя опит в областта на разрушаването на стопилката при обработката на полимери. Дон демонстрира как може да се измери и разбере критичното напрежение на срязване - превръщайки сложното поведение на потока в ценна информация. Горди сме, че подкрепяме тази важна работа с нашите надеждни, високопрецизни реометри.
