A kapilláris reometria alapjai

Milyen adatokat lehet kapni egy kapilláris reométer segítségével?

• Olvadék viszkozitása

A viszkozitást úgy tekinthetjük, mint egy folyadék folyékonyságát, vagy azt, hogy mennyire áll ellen az áramlásnak. A viszkozitást, η-t, a nyírófeszültség (egységnyi területre jutó erő) és a nyírási sebesség (a nyírási alakváltozás sebessége) hányadosaként fejezik ki. [2]

• Nagy nyírási sebességű viselkedés

A nyírási sebesség az a sebesség, amellyel a folyadék áramlás közben nyíródik vagy deformálódik. Szakszerűbben fogalmazva, ez az a sebesség, amellyel a folyadékrétegek egymás mellett elmozdulnak. Ha valaki például gyorsan dörzsöl egy nagyon vékony kenőcs-, krém- vagy testápoló réteget a bőrére, akkor a nyírási sebesség sokkal nagyobb, mintha ezt az anyagot lassan préselnénk ki a tubusból. [3]

• Dimenziós tulajdonságok

Extenziós áramlás akkor következik be, amikor az anyag nem érintkezik szilárd határokkal, mint például szálak, szálak, filmek, lemezek húzása vagy buborékok felfúvódása során. A szerszámok bemeneti nyílásainál összefolyó áramlások szintén extenziós jellegűek. [4] Az extenziós tulajdonságok közé tartozik az extenziós alakváltozási sebesség és az extenziós viszkozitás.

• Olvadéktörés (áramlási instabilitás)

Az olvadéktörés az olvadt gyantára gyakorolt túlzott nyírófeszültség okozta jelenség, amely az extrudátumban érdességhez vezet. [5] Ez egy nemkívánatos felületi hatás, amely az alkatrész tulajdonságait is befolyásolhatja. Mivel a vizsgált anyag esetében nagy nyírófeszültségeknél jelentkezik, az áteresztőképesség csökkentésével csökkenthető vagy kiküszöbölhető.

• Feszültség-relaxáció (relatív)

A feszültségrelaxáció a feszültség időfüggő csökkenése állandó feszültség mellett. A polimer e jellegzetes viselkedését úgy vizsgálják, hogy egy rögzített nagyságú deformációt alkalmaznak egy próbadarabra, és mérik a deformáció fenntartásához szükséges terhelést az idő függvényében. [6]

• Olvadásszilárdság

Az olvadékszilárdság a polimerolvadék nyújtással szembeni ellenállásaként írható le. Egy anyag olvadásszilárdsága a polimer molekulaláncok összefonódásával és a polimer feszültség alatti kibomlással szembeni ellenállásával függ össze. A polimer tulajdonságai, amelyek befolyásolják az eloldódással szembeni ellenállást, a molekulatömeg, a molekulatömeg-eloszlás (MWD) és a molekuláris elágazás. Az egyes tulajdonságok növekedésével az olvadékszilárdság javul alacsony nyírási sebességnél. [7] Ez fontos tulajdonság a műanyagok sikeres extrudálásához.

• A szerszám duzzadása

A szerszám duzzadása akkor következik be, amikor az anyag kifolyik a kapilláris szerszámból. A szerszámduzzadás magyarázatának egyik módja, ha figyelembe vesszük a polimerolvadék azon képességét, hogy emlékezzen az áramlási történetére. Az ötlet az, hogy a tározóból a kapilláris szerszámba kerülő folyékony elemet úgy képzeljük el, mint egy rövid, kövér hengert, amelyet egy hosszú, karcsú hengerré préselnek össze. Ha a folyékony elem tartózkodási ideje a szerszámban rövidebb, mint az elhalványuló memóriájának ideje (RelaxációAmikor egy gumikeverékre állandó feszültséget alkalmazunk, a feszültség fenntartásához szükséges erő nem állandó, hanem idővel csökken; ezt a viselkedést nevezzük feszültségrelaxációnak. A feszültséglazulásért felelős folyamat lehet fizikai vagy kémiai, és normál körülmények között mindkettő egyszerre következik be. relaxációs idő), akkor megpróbál visszatérni eredeti alakjához, és létrehozza a szerszám duzzadásának hatását. [8]

• pvT viselkedés és összenyomhatóság

a pvT a nyomás és a térfogat közötti kapcsolatot vizsgálja egy anyagban. Továbbá jelzi, hogy egy polimerolvadék mennyire összenyomható. Mivel a polimereket magas hőmérsékleten és nyomáson dolgozzák fel, a nyomás, a térfogat és a hőmérséklet közötti kapcsolat nagy jelentőséggel bír.