KISAH SUKSES PELANGGAN
Memahami Fraktur Leleh dalam Pemrosesan Polimer dengan NETZSCH Rheometer Kapiler
Ini adalah kisah sukses pelanggan oleh Don Fleming. Sebagai pendiri Fleming Polymer Testing, ia telah menyediakan layanan pengujian kontrak untuk industri polimer sejak tahun 1988, dengan menggunakan NETZSCH rheometer kapiler RH2000, RH7, dan RH10.
Pengenalan Don Fleming
"Nama saya Don Fleming. Saya lulus dari jurusan Teknik Mesin di Bradford University sebelum mengambil gelar PhD di jurusan yang sama. Bidang substantif penelitian saya adalah ekstrusi reaktif busa LLDPE dan PET yang terhubung silang melalui ekstrusi sekrup kembar dan rheometer kapiler departemen merupakan bagian penting dari pekerjaan ini, yang akhirnya membuat saya bekerja untuk Rosand pada awal 1990-an. Saya mendirikan Fleming Polymer Testing pada tahun 1998 dengan menggunakan rheometer kapiler sebagai landasan bisnis saya yang menyediakan pekerjaan pengujian kontrak untuk industri polimer.
Saat memulai bisnis ini, sudah dapat dipastikan bahwa rheometer akan menjadi kembaran Rosand dan setelah melihat banyak rheometer lain di lapangan, tidak diragukan lagi bahwa Rosand merupakan instrumen utama.
Bisnis ini sekarang memiliki RH2000, RH7 dan RH10. Ketiga instrumen tersebut telah bekerja pada berbagai bahan, tidak hanya polimer, dan fleksibilitas serta sensitivitasnya telah memungkinkan pekerjaan yang rumit seperti patahan lelehan yang dijelaskan di bawah ini dapat dilakukan dengan mudah.
Tujuannya: Memecahkan Masalah Proses Polimer dalam Kehidupan Nyata
Sejak saat itu, bisnis ini telah berkembang dan dikonsolidasikan untuk mencakup distribusi perangkat lunak simulasi aliran Compuplast, yang tentu saja sangat bergantung pada data dari rheometer. Bisnis ini telah memungkinkan saya untuk melakukan perjalanan ke banyak perusahaan polimer terbesar di dunia untuk memberikan pelatihan dan seminar serta menjembatani aspek akademis rheometri dengan pemecahan masalah proses kehidupan nyata. Elemen rutin pengujian bersama dengan ketelitian simulasi aliran berarti bahwa semua aspek kemampuan rheometer dilakukan dari die swell hingga wall slip dan fraktur leleh hingga viskositas ekstensional.
Memahami Fraktur Lelehan dan Pecah Lelehan dalam Pemrosesan Polimer
Salah satu area pemrosesan polimer yang paling menarik dan bermasalah adalah patahan leleh. Patahan leleh mengakibatkan permukaan polimer yang diekstrusi menjadi kasar dan bergelombang seperti yang ditunjukkan pada gambar 1.
Ini jelas merupakan masalah serius jika kita membutuhkan, dan dalam banyak kasus, kita membutuhkan, permukaan produk kita menjadi halus dan bebas cacat; tidak ada yang ingin menghasilkan kabel, profil, atau pipa yang terlihat buruk! Penyebab patah leleh dan fenomena kembarannya, yaitu pecah leleh, telah menjadi sorotan akademis selama beberapa dekade, tanpa bisa dibilang, banyak konsensus. Namun, salah satu aspek yang tidak diperdebatkan adalah bahwa fenomena ini terjadi pada tekanan kritis tertentu dan tekanan ini hanya dapat diukur pada rheometer kapiler.
Gambar 2 menunjukkan fluktuasi tekanan yang dialami oleh rheometer saat menghadapi polimer yang meleleh. Setelah distorsi permukaan dimulai, transduser tekanan cetakan panjang akan mengalami undulasi siklik di mana kesetimbangan tekanan tidak mungkin terjadi; untuk menghitung nilai tegangan geser, tekanan harus berada dalam kondisi setimbang.
Jika kita tidak menyadari fenomena ini, kita sering kali menghasilkan fungsi viskositas geser yang terlihat seperti pada gambar 3, di mana terdapat daerah dataran tinggi. Dataran tinggi ini tidak nyata, tetapi merupakan manifestasi dari bagaimana rheometer mencari tekanan kesetimbangan, tidak dapat menemukannya dan kemudian beralih ke laju geser berikutnya. Meskipun hasil ini tidak nyata, namun ini merupakan indikasi fraktur leleh dan pemeriksaan visual ekstrudat sering kali akan mengkonfirmasinya. Selanjutnya, tegangan geser kritis dapat diekstraksi dari gambar 3 sebagai tegangan geser di mana dataran tinggi dimulai; 500kPa dalam kasus ini.
Karya akademis tersebut menegaskan bahwa tegangan kritis tidak bergantung pada suhu dan berat molekul rata-rata, akibatnya, pada dasarnya tidak mungkin untuk diiradikasi jika keluaran massa dan/atau geometri die dipertahankan.
Gambar 4 menunjukkan fraktur leleh yang dimanifestasikan dalam 100% Metallocene berkatalis linear low density polyethylene (LLDPE) dan jelas bahwa tegangan kritisnya adalah sekitar 450kPa. Pada penambahan Metallocene dengan peningkatan proporsi grade berkatalis Zieger Natta, terlihat jelas bahwa tegangan kritisnya berkurang; pada penurunan ke proporsi metallocene 60%, tegangan kritisnya berkurang hingga sekitar 410kPa, berkurang hingga sekitar 340kPa pada 20%.
Hasil penting ini merupakan salah satu dari sedikit metode yang dapat digunakan untuk mengurangi tegangan kritis dan hanya dapat dideteksi dan diukur dengan menggunakan rheometri kapiler."
Ucapan Terima Kasih
Terima kasih banyak kepada Don Fleming dari Fleming Polymer Testing yang telah berbagi keahliannya tentang patahan leleh dalam pemrosesan polimer. Don telah menunjukkan bagaimana tegangan geser kritis dapat diukur dan dipahami - mengubah perilaku aliran yang kompleks menjadi wawasan yang berharga. Kami bangga dapat mendukung pekerjaan penting ini dengan rheometer kami yang andal dan presisi tinggi.
