Pendahuluan
Laju geser yang diminati untuk pengukuran reologi bergantung pada aplikasinya. Dalam proses cepat seperti penyemprotan, di mana material didorong dengan cepat melalui lubang, laju geser yang tinggi hingga 100.000 s-1 terlibat. Sebaliknya, ekstrusi polimer, yang memiliki viskositas yang jauh lebih tinggi, dilakukan pada kecepatan yang jauh lebih rendah; biasanya lebih dari 1000 kali lebih rendah. Laju geser yang lebih rendah lagi digunakan untuk menggambarkan proses yang sangat lambat sebagai perataan.
Versi Rheometer
Pilihan rheometer tergantung pada laju geser yang diperlukan. Sementara Kinexus, sebagai rheometer rotasi, adalah instrumen pilihan untuk mengukur dalam kisaran laju geser rendah, seseorang akan bekerja dengan rheometer kapiler Rosand untuk mencapai laju geser tinggi hingga 1.000.000 s-1.
Berikut ini, kurva viskositas bahan polipropilena yang diperoleh selama hampir 7 dekade. Untuk itu, digunakan rheometer rotasi NETZSCH Kinexus dan rheometer kapiler NETZSCH Rosand (lihat kondisi pengukuran pada tabel 1).
Tabel 1: Kondisi pengukuran
| Instrumen | Kinexus |
|---|---|
| Sampel | Polypropylene |
| Geometri | pelat-pelat, diameter: 25 mm |
| Suhu | 190°C |
| Kesenjangan pengukuran | 1 mm |
| Frekuensi | 10-3 hingga 10 Hz |
| Tegangan geser | 1.000 Pa |
| Instrumen | Rosand |
|---|---|
| Suhu | 190°C |
| Kapiler mati | Diameter: 1 mm dan 0,5 mm, Panjang: 16 mm |
| Nol mati | Diameter: 1 mm dan 0,5 mm, Panjang: 0,25 mm |
| Sisi kapiler transduser tekanan | 10.000 Psi (689,5 bar) |
| Sisi nol transduser tekanan | 1.500 Psi (103,4 bar) |
Keterangan tentang Kondisi Pengukuran
- Kinexus Rotational Rheometer
Sapuan frekuensi dilakukan, dan bukan, seperti yang mungkin dipikirkan, pengukuran rotasi. Di sini, aturan Cox-Merz digunakan yang menetapkan bahwa untuk polimer yang tidak terisi, viskositas geser kompleks vs frekuensi memberikan nilai yang sama dengan viskositas geser vs laju geser. Pengukuran osilasi memiliki keunggulan dibandingkan pengukuran rotasi karena material diukur dalam keadaan diam. Dengan demikian, polimer tidak mengalami gaya sentrifugal dan tidak akan kehabisan celah seperti yang mungkin terjadi selama pengukuran rotasi pada laju geser yang tinggi. Anda akan menemukan informasi lebih lanjut tentang topik ini di Catatan Aplikasi 236 dan 243 [1, 2]. - Rosand Capillary Rheometer
Cetakan berdiameter 1 mm digunakan untuk mendapatkan laju geser hingga 10.000 s-1, sedangkan laju geser yang lebih tinggi dicapai dengan cetakan berdiameter 0,5 mm.
Hasil Pengukuran
Gambar 1 menggambarkan kurva viskositas komposit poli-propilena yang diukur dalam reometer rotasi dan kapiler. Pada kisaran laju geser rendah, material menunjukkan perilaku Newtonian: Viskositas geser tidak bergantung pada laju geser. Di dataran tinggi geser nol ini, viskositas geser mencapai 4400 Pa-s.
Untuk laju geser yang lebih tinggi, polimer mengalami Penipisan GeserJenis perilaku non-Newtonian yang paling umum adalah penipisan geser atau aliran pseudoplastik, di mana viskositas fluida berkurang dengan meningkatnya geseran.penipisan geser: Viskositas gesernya menurun dengan meningkatnya laju geser. Dalam kisaran ini, tegangan geser yang diterapkan cukup tinggi untuk mengurai rantai polimer. Rantai polimer dapat bergeser satu sama lain, memfasilitasi aliran, dan menjelaskan penurunan viskositas geser.
Kesimpulan
Dengan kombinasi unik dari pengukuran rotasi dan rheometer kapiler yang ditawarkan oleh NETZSCH, rentang laju geser yang sangat luas dapat dicapai. Hal ini penting, misalnya, untuk polimer, karena perilakunya sangat bergantung pada laju geser yang dialami.