Fundamentos de la reometría capilar

¿Qué datos pueden obtenerse con un reómetro capilar?

• Viscosidad de fusión

La viscosidad puede considerarse como la fluidez de un líquido, es decir, cuánto se resiste a fluir. La viscosidad, η, se expresa como la relación entre la tensión de cizallamiento (fuerza por unidad de superficie) y la velocidad de cizallamiento (cambio de velocidad de la deformación de cizallamiento). [2]

• Comportamiento a alta velocidad de cizallamiento

La velocidad de cizallamiento es la velocidad a la que un fluido se cizalla o deforma durante el flujo. En términos más técnicos, es la velocidad a la que las capas de fluido se mueven entre sí. Por ejemplo, si alguien frota rápidamente una capa muy fina de pomada, crema o loción sobre la piel, la velocidad de cizallamiento es mucho mayor que si ese material se exprime lentamente de su tubo. [3]

• Propiedades extensionales

El flujo extensional se produce cuando el material no está en contacto con límites sólidos, como ocurre durante el estirado de filamentos, fibras, películas, láminas o el inflado de burbujas. Los flujos convergentes en las entradas de las matrices también son de naturaleza extensional. [4] Las propiedades extensionales incluyen la velocidad de deformación extensional y la viscosidad extensional.

• Fractura de la masa fundida (inestabilidad del flujo)

La fractura de la masa fundida se define como el fenómeno causado por una tensión de cizallamiento excesiva ejercida sobre la resina fundida que provoca rugosidad en el material extruido [5]. [5] Se trata de un efecto superficial no deseado que también puede afectar a las propiedades de la pieza. Dado que se produce a altas tensiones de cizallamiento para el material investigado, puede reducirse o eliminarse reduciendo el rendimiento.

• RelajaciónCuando se aplica una tensión constante a un compuesto de caucho, la fuerza necesaria para mantener esa tensión no es constante, sino que disminuye con el tiempo; este comportamiento se conoce como relajación de tensiones. El proceso responsable de la relajación de tensiones puede ser físico o químico y, en condiciones normales, ambos ocurrirán al mismo tiempo. Relajación de tensiones (relativa)

La Relajación de tensiones (reología)El ensayo está diseñado para medir la relajación de la tensión de una muestra tras un cambio instantáneo de la deformación (desplazamiento).relajación de tensiones es una disminución dependiente del tiempo de la tensión bajo una deformación constante. Este comportamiento característico del polímero se estudia aplicando una cantidad fija de deformación a una probeta y midiendo la carga necesaria para mantenerla en función del tiempo. [6]

• Resistencia a la fusión

La resistencia de la masa fundida puede describirse como la resistencia del polímero fundido al estiramiento. La resistencia a la fusión de un material está relacionada con los enredos de la cadena molecular del polímero y su resistencia a desenredarse bajo tensión. Las propiedades del polímero que afectan a la resistencia al desenredo son el peso molecular, la distribución del peso molecular (MWD) y la ramificación molecular. A medida que aumenta cada propiedad, mejora la resistencia a la fusión a bajas velocidades de cizallamiento [7]. [7] Es una propiedad importante para el éxito de la extrusión de materiales plásticos.

• Hinchamiento de la matriz

El hinchamiento de la matriz se produce cuando un material fluye fuera de la matriz capilar. Una forma de explicar el hinchamiento de la matriz es considerar la capacidad del polímero fundido de recordar su historia de flujo. La idea consiste en imaginar un elemento fluido que se desplaza desde el depósito hasta una matriz capilar como un cilindro corto y grueso que se comprime para convertirse en un cilindro largo y delgado. Si el tiempo de permanencia del elemento fluido en la matriz es inferior al tiempo de su memoria de desvanecimiento (tiempo de RelajaciónCuando se aplica una tensión constante a un compuesto de caucho, la fuerza necesaria para mantener esa tensión no es constante, sino que disminuye con el tiempo; este comportamiento se conoce como relajación de tensiones. El proceso responsable de la relajación de tensiones puede ser físico o químico y, en condiciones normales, ambos ocurrirán al mismo tiempo. relajación), intentará volver a su forma original y producirá el efecto de hinchamiento de la matriz. [8]

• comportamiento del pvT y compresibilidad

el pvT investiga la relación entre la presión y el volumen en un material. Además, da una indicación del grado de compresibilidad de un polímero fundido. Como los polímeros se procesan a altas temperaturas y presiones, la relación entre presión, volumen y temperatura es de gran importancia.