Glossar
Bagley-Korrektur
The Rosand high-pressure capillary rheometer systems enables controlled extrusion (by volumetric flow) of a sample through a high-precision die of known dimensions. This allows for characterizing material flow properties, typically under conditions of high force (or pressure) and/or high shear rate.
Why the Bagley Correction?
Der erforderliche Druck, um das Material in die Kapillardüse zu pressen, wird am Einlauf der Düse gemessen. Der Messwert umfasst demnach nicht nur den Druck, der erforderlich ist, um das Material durch die Düse zu zu befördern, sondern auch den Druck, der entsteht wenn das Material beim Eintritt in die Düse hinein- und aus ihr herausfließt (Einlauf- und Auslaufdruck, siehe Abbildung 1).
ΔPmeasured = ΔPentry + ΔPshear + ΔPoutlet
Diese beiden Effekte müssen korrigiert werden, um die „echte“ Wandschubspannung zu erhalten, die zur Berechnung der „wahren“ Scherviskosität erforderlich ist. Dies erfolgt durch die sog. Bagley-Korrektur.
Wie führt man die Bagley-Korrektur durch?
- Historische Bagley-Korrektur
Eine Lösung ist die Anwendung der in DIN 11443 beschriebenen Methode. In dieser Norm wird der Druckverlust an einer Reihe von Düsen mit gleichem Durchmesser, aber abnehmender Länge (abnehmendes L/D-Verhältnis) gemessen. An den Messpunkten wird eine lineare Anpassung vorgenommen, die eine Extrapolation auf ein L/D-Verhältnis von 0 mm ermöglicht (Abbildung 2).
Das Ergebnis der Extrapolation für L/D = 0 liefert jedoch häufig einen negativen Druck, da die Extrapolation bei geringen L/D-Verhältnissen nicht linear sein kann (Abbildung 3).
- Bagley-Korrektur in einer Messung: Die Option Doppelbohrung
Eine weitere Methode zur Korrektur von Einlass- und Auslasseffekten besteht darin, eine Düsenlänge (normalerweise 250 µm lang) zusammen mit der langen Kapillardüse in einem Gerät mit Doppelbohrung zu verwenden. Auf diese Weise wird der Druckabfall am Einlass direkt gemessen und muss nicht extrapoliert werden (Abbildung 4). Ein weiterer Vorteil dieser Methode ist, dass Messung und Korrektur gleichzeitig in einem Versuch (mit dem Doppelbohrkapillarrheometer) durchgeführt werden, anstatt der mindestens für die historische Bagley-Korrekturen drei erforderlichen Versuche.
Automatische Berechnungen in FlowMaster: Bagley-Korrekturen mit einem Klick
Die NETZSCH FlowMaster-Software bietet die Möglichkeit, die für die historische Bagley-Korrektur notwendige Extrapolation automatisch durchzuführen.
Mit der Option Doppelbohrung und einer Düse mit Nulllänge erlaubt diese Konfiguration die gleichzeitige Messung an langen (Kapillar-) und kurzen (Blenden)-Düsen. Auf diese Weise wird der Einlauf-Druckverlust bestimmt und daraus die absolute Wandschubspannung und absolute Scherviskosität nach der Bagley-Methode ermittelt. Diese Korrektur erfolgt automatisch mit einem Klick in der NETZSCH FlowMaster-Software.
