FreeFlow Dies: Χωρίς κόλλημα. Χωρίς σφάλματα μέτρησης. Αξιόπιστα δεδομένα ιξώδους εφελκυσμού

Εισαγωγή

Η επιτυχής επεξεργασία πολυμερών απαιτεί εμπεριστατωμένη κατανόηση της συμπεριφοράς του υλικού υπό πραγματικές συνθήκες παραγωγής. Ενώ το ιξώδες διάτμησης μετράται συνήθως και χρησιμοποιείται για τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας, το ιξώδες επιμήκυνσης συχνά παρέχει τις πληροφορίες που λείπουν και είναι απαραίτητες για την κατανόηση ζητημάτων όπως η αστάθεια ροής, τα ελαττώματα του φιλμ, η διόγκωση της μήτρας, η συστολή (neck-in) ή η κακή ποιότητα του προϊόντος.

Το τριχοειδές ρεόμετρο υψηλής πίεσης της Rosand επιτρέπει τον προσδιορισμό τόσο του ιξώδους διάτμησης όσο και του ιξώδους επιμήκυνσης με μία μόνο μέτρηση, παρέχοντας πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με την απόδοση του υλικού κατά τη διάρκεια της εξώθησης, της χύτευσης με εμφύσηση και άλλων διεργασιών ροής με επιμήκυνση.

Εκτατικό ιξώδες: Όταν το ιξώδες διάτμησης δεν αρκεί

Τα υλικά μπορεί να παρουσιάζουν σχεδόν πανομοιότυπη συμπεριφορά ως προς το ιξώδες διάτμησης, ενώ όμως να συμπεριφέρονται πολύ διαφορετικά κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας. Σε τέτοιες περιπτώσεις, το ιξώδες εφελκυσμού συχνά αποκαλύπτει διαφορές, καθώς, σε σύγκριση με τη μέτρηση του ιξώδους διάτμησης, είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στη μοριακή δομή και στην κατανομή του μοριακού βάρους.

Για τους μεταποιητές και τους υπεύθυνους ανάπτυξης υλικών, η αποκλειστική εξάρτηση από το ιξώδες διάτμησης μπορεί να οδηγήσει σε ελλιπή χαρακτηρισμό του υλικού και σε απρόβλεπτες προκλήσεις στην παραγωγή.

Η πρόκληση: Να αποφευχθεί η προσκόλληση υλικού στην περιοχή εξόδου των συμβατικών καλουπιών με στόμιο

Το ιξώδες επέκτασης στο ρεόμετρο Rosand προσδιορίζεται με τη μέτρηση της πτώσης πίεσης στην είσοδο του καλουπιού. Όταν χρησιμοποιούνται συμβατικά καλούπια μηδενικού μήκους (με στόμιο), το υλικό μπορεί να κολλήσει και να συσσωρευτεί στην έξοδο του καλουπιού, ιδίως κατά τη δοκιμή τήγματος πολυμερών υψηλής ελαστικότητας.

Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε:

• Υπερεκτιμημένες τιμές ιξώδους διαστολής (_Pen) λόγω πτώσης πίεσης στην είσοδο
• Κακή επαναληψιμότητα
• Εσφαλμένη ερμηνεία των ιδιοτήτων του υλικού
• Αδυναμία να ληφθούν υπόψη identify σημαντικές επιδράσεις, όπως η σκλήρυνση λόγω παραμόρφωσης

Η λύση: Η τεχνολογία FreeFlow Die

Για να ξεπεραστούν αυτοί οι περιορισμοί, η εταιρεία NETZSCH ανέπτυξε το καινοτόμο καλούπι FreeFlow (Εικόνα 1) σε συνεργασία με τον καθηγητή Martin Zatloukal του Πανεπιστημίου TBU του Ζλίν. Η βελτιστοποιημένη γεωμετρία του εμποδίζει το υλικό να κολλάει στην περιοχή κατάντη. Ως αποτέλεσμα, η πτώση πίεσης στην είσοδο μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια και επαναληψιμότητα.

Τα οφέλη είναι προφανή:

• Ακριβείς μετρήσεις ιξώδους σε κατάσταση επέκτασης
• Βελτιωμένη αναπαραγωγιμότητα
• Αξιόπιστη ανίχνευση της συμπεριφοράς σκλήρυνσης και μαλάκυνσης υπό παραμόρφωση
• Αυξημένη εμπιστοσύνη στα ρεολογικά δεδομένα

Σχεδιασμένο για πραγματικές εφαρμογές επεξεργασίας

Τα καλούπια FreeFlow διατίθενται τόσο σε κυκλική όσο και σε ορθογώνια γεωμετρία. Αυτό επιτρέπει στους χρήστες να μελετήσουν το ιξώδες διάτμησης, καθώς και:

• Το μονοαξονικό ιξώδες εφελκυσμού για εφαρμογές όπως η χύτευση με εμφύσηση και η κλώση ινών
• Το επίπεδο ιξώδες εφελκυσμού για την εξώθηση χυτής μεμβράνης και την αξιολόγηση των φαινομένων συστολής

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια πιο ολοκληρωμένη κατανόηση της συμπεριφοράς του υλικού υπό συνθήκες παραμόρφωσης σχετικές με τη διαδικασία.

Συμπέρασμα

Η μήτρα FreeFlow διευρύνει τις δυνατότητες του ρεομέτρου τριχοειδούς υψηλής πίεσης της Rosand, επιτρέποντας εξαιρετικά αξιόπιστες μετρήσεις ιξώδους διάτμησης και εφελκυσμού. Εξαλείφοντας την προσκόλληση του υλικού στην περιοχή μετά την έξοδο από τη μήτρα και ελαχιστοποιώντας τα σφάλματα μέτρησης, παρέχει τις ακριβείς ρεολογικές πληροφορίες που απαιτούνται για την αποτελεσματική ανάπτυξη προϊόντων, τον βελτιωμένο έλεγχο της διαδικασίας και την ενίσχυση της παραγωγικής απόδοσης.