Τα βασικά της τριχοειδούς ρεομετρίας

Ποια δεδομένα μπορούν να ληφθούν με τη βοήθεια ενός τριχοειδούς ρεομέτρου

• Ιξώδες τήγματος

Το ιξώδες μπορεί να θεωρηθεί ως η ρευστότητα ενός υγρού, ή πόσο αντιστέκεται στη ροή. Το ιξώδες, η, εκφράζεται ως ο λόγος της διατμητικής τάσης (δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας) προς τον ρυθμό διάτμησης (ρυθμός μεταβολής της διατμητικής παραμόρφωσης). [2]

• Συμπεριφορά υψηλού ρυθμού διάτμησης

Ο ρυθμός διάτμησης είναι ο ρυθμός με τον οποίο ένα ρευστό διατμηθεί ή παραμορφωθεί κατά τη διάρκεια της ροής. Σε πιο τεχνικούς όρους, είναι ο ρυθμός με τον οποίο τα στρώματα του ρευστού κινούνται το ένα δίπλα στο άλλο. Αν κάποιος τρίψει γρήγορα ένα πολύ λεπτό στρώμα αλοιφής, κρέμας ή λοσιόν στο δέρμα, για παράδειγμα, τότε ο ρυθμός διάτμησης είναι πολύ υψηλότερος από ό,τι αν το υλικό αυτό συμπιεστεί αργά από το σωληνάριό του. [3]

• Εκτατικές ιδιότητες

Η εκτατική ροή εμφανίζεται όταν το υλικό δεν έρχεται σε επαφή με στερεά όρια, όπως συμβαίνει κατά την έλξη νημάτων, ινών, ταινιών, φύλλων ή κατά το φούσκωμα φυσαλίδων. Οι συγκλίνουσες ροές στις εισόδους των μήτρων έχουν επίσης εκτατικό χαρακτήρα. [4] Οι εκτατικές ιδιότητες περιλαμβάνουν τον ρυθμό εκτατικής παραμόρφωσης και το εκτατικό ιξώδες.

• Θραύση τήγματος (αστάθεια ροής)

Ως θραύση τήγματος ορίζεται το φαινόμενο που προκαλείται από υπερβολική διατμητική τάση που ασκείται στη λιωμένη ρητίνη και οδηγεί σε τραχύτητα στο εξώδερμα. [5] Πρόκειται για ένα ανεπιθύμητο επιφανειακό φαινόμενο που μπορεί επίσης να επηρεάσει τις ιδιότητες του τεμαχίου. Δεδομένου ότι εμφανίζεται σε υψηλές διατμητικές τάσεις για το υπό εξέταση υλικό, μπορεί να μειωθεί ή να εξαλειφθεί με τη μείωση της απόδοσης.

• Χαλάρωση τάσεων (σχετική)

Η χαλάρωση τάσης είναι μια χρονικά εξαρτώμενη μείωση της τάσης υπό σταθερή παραμόρφωση. Αυτή η χαρακτηριστική συμπεριφορά του πολυμερούς μελετάται με την εφαρμογή ενός σταθερού ποσού παραμόρφωσης σε ένα δοκίμιο και τη μέτρηση του φορτίου που απαιτείται για τη διατήρησή του σε συνάρτηση με το χρόνο. [6]

• Αντοχή τήγματος

Η αντοχή του τήγματος μπορεί να περιγραφεί ως η αντίσταση του πολυμερούς τήγματος στη διάταση. Η αντοχή τήγματος ενός υλικού σχετίζεται με τις εμπλοκές των μοριακών αλυσίδων του πολυμερούς και την αντίστασή του στο ξετύλιγμα υπό τάση. Οι ιδιότητες του πολυμερούς που επηρεάζουν την αντίσταση στο ξεμπλέξιμο είναι το μοριακό βάρος, η κατανομή μοριακού βάρους (MWD) και η μοριακή διακλάδωση. Καθώς αυξάνεται κάθε ιδιότητα, η αντοχή του τήγματος βελτιώνεται σε χαμηλούς ρυθμούς διάτμησης. [7] Πρόκειται για μια σημαντική ιδιότητα για την επιτυχή εξώθηση πλαστικών υλικών.

• Διόγκωση της μήτρας

Η διόγκωση της μήτρας συμβαίνει όταν ένα υλικό ρέει έξω από την τριχοειδή μήτρα. Ένας τρόπος για να εξηγήσουμε τη διόγκωση της μήτρας είναι να εξετάσουμε την ικανότητα του πολυμερούς τήγματος να θυμάται το ιστορικό ροής του. Η ιδέα είναι να φανταστούμε ένα ρευστό στοιχείο που κινείται από τη δεξαμενή σε μια τριχοειδή μήτρα ως έναν κοντό, παχύ κύλινδρο που συμπιέζεται σε έναν μακρύ, λεπτό κύλινδρο. Εάν ο χρόνος παραμονής του ρευστού στοιχείου στη μήτρα είναι μικρότερος από το χρόνο της εξασθένισης της μνήμης του (χρόνος χαλάρωσης), θα προσπαθήσει να επιστρέψει στο αρχικό του σχήμα και θα παράγει το φαινόμενο διόγκωσης της μήτρας. [8]

• συμπεριφορά pvT και συμπιεστότητα

η pvT διερευνά τη σχέση μεταξύ πίεσης και όγκου σε ένα υλικό. Επιπλέον, δίνει μια ένδειξη για το πόσο συμπιέσιμο είναι ένα πολυμερές τήγμα. Καθώς τα πολυμερή επεξεργάζονται σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις, η σχέση μεταξύ πίεσης, όγκου και θερμοκρασίας έχει μεγάλη σημασία.