Úvod
Úspěšné zpracování polymerů vyžaduje důkladné pochopení chování materiálu za reálných výrobních podmínek. Zatímco smyková viskozita se běžně měří a využívá k optimalizaci procesu, viskozita při protažení často poskytuje chybějící informace potřebné k pochopení problémů, jako jsou nestabilita toku, vady fólie, bobtnání v trysce, zúžení nebo nízká kvalita výrobku.
Vysokotlaký kapilární reometr Rosand umožňuje stanovit jak smykovou, tak roztažnou viskozitu v rámci jediného měření, čímž poskytuje cenné informace o chování materiálu během extruze, vyfukování a dalších procesů s roztažným tokem.
Extensní viskozita: Když nestačí smyková viskozita
Materiály mohou vykazovat téměř identické chování z hlediska smykové viskozity, ale při zpracování se chovají zcela odlišně. V takových případech často odhalí rozdíly viskozita při protažení, protože je ve srovnání s měřením smykové viskozity velmi citlivá na molekulární strukturu a distribuci molekulové hmotnosti.
Pro zpracovatele a vývojáře materiálů může spoléhání se výhradně na smykovou viskozitu vést k neúplné charakterizaci materiálu a neočekávaným problémům ve výrobě.
Úkol: Zabránit ulpívání materiálu v oblasti výstupu z konvenčních tryskových hlavic s otvorem
Extenzní viskozita se v reometru Rosand stanovuje měřením poklesu tlaku na vstupu do trysky. Při použití běžných trysek s nulovou délkou (s otvorem) může materiál ulpívat a hromadit se na výstupu z trysky, zejména při zkoušení vysoce elastických polymerních tavenin.
To může vést k:
- K nadhodnoceným hodnotám viskozity při roztažení (Pen)
- Špatnou opakovatelnost
- Nesprávnou interpretaci vlastností materiálu
- Neschopnost z identify ovat důležité jevy, jako je zpevnění při deformaci
Řešení: Technologie FreeFlow Die
Aby se tato omezení překonala, vyvinula společnost NETZSCH ve spolupráci s prof. Martinem Zatloukalem z TBU Zlín inovativní trysku FreeFlow (obrázek 1). Její optimalizovaná geometrie zabraňuje ulpívání materiálu v dolní části trysky. Díky tomu lze přesně a reprodukovatelně měřit pokles tlaku na vstupu.
Výhody jsou zřejmé:
- Přesná měření viskozity v prodlouženém stavu
- Zlepšená reprodukovatelnost
- Spolehlivá detekce chování při zpevňování a změkčování v důsledku deformace
- Vyšší důvěryhodnost reologických dat
Určeno pro reálné aplikace v oblasti zpracování dat
Matrice FreeFlow jsou k dispozici v kruhové i obdélníkové geometrii. To umožňuje uživatelům zkoumat smykovou viskozitu a také:
- jednoosou viskozitu při protažení pro aplikace, jako je vyfukování a spřádání vláken
- plánární viskozitu při protažení pro extruzi litých fólií a hodnocení efektů zúžení
Výsledkem je komplexnější pochopení chování materiálu za deformačních podmínek relevantních pro daný proces.
Vaše výhody v kostce
- V oblasti za výstupem z lisovací formy nedochází k ulpívání materiálu
- Vysoká spolehlivost reologických měření
- Přesné stanovení viskozity při protažení
- Spolehlivá detekce zpevnění a změkčení při deformaci
- Charakterizace materiálu za reálných podmínek zpracování
- Efektivní vývoj materiálů a optimalizace procesů
Závěr
Dýza FreeFlow rozšiřuje možnosti vysokotlakého kapilárního reometru Rosand tím, že umožňuje vysoce spolehlivá měření smykové a tahové viskozity. Díky tomu, že zabraňuje ulpívání materiálu v oblasti za výstupem z dýzy a minimalizuje chyby měření, poskytuje přesné reologické údaje potřebné pro efektivní vývoj produktů, lepší řízení procesů a zvýšení výrobní výkonnosti.