Introduzione
Una lavorazione efficace dei polimeri richiede una comprensione approfondita del comportamento del materiale in condizioni di produzione reali. Sebbene la viscosità di taglio sia comunemente misurata e utilizzata per l’ottimizzazione del processo, la viscosità estensionale fornisce spesso le informazioni mancanti necessarie per comprendere problemi quali l’instabilità del flusso, i difetti del film, il rigonfiamento dello stampo, il restringimento del collo o la scarsa qualità del prodotto.
Il reometro capillare ad alta pressione Rosand consente di determinare sia la viscosità di taglio che quella estensionale in un’unica misurazione, fornendo preziose informazioni sulle prestazioni del materiale durante l’estrusione, lo stampaggio per soffiaggio e altri processi di scorrimento estensionale.
Viscosità estensionale: quando la viscosità di taglio non è sufficiente
I materiali possono presentare un comportamento di viscosità al taglio pressoché identico, pur comportandosi in modo molto diverso durante la lavorazione. In tali casi, la viscosità estensionale spesso mette in luce delle differenze poiché, rispetto alla misurazione della viscosità al taglio, è altamente sensibile all’architettura molecolare e alla distribuzione del peso molecolare.
Per i trasformatori e gli sviluppatori di materiali, affidarsi esclusivamente alla viscosità di taglio può comportare una caratterizzazione incompleta del materiale e difficoltà di produzione impreviste.
La sfida: evitare che il materiale si attacchi nella zona di uscita delle matrici a orifizio convenzionali
La viscosità estensionale nel reometro Rosand viene determinata misurando la caduta di pressione all’ingresso della filiera. Utilizzando filiere convenzionali a lunghezza zero (a orifizio), il materiale può aderire e accumularsi all’uscita della filiera, in particolare quando si testano fusioni polimeriche altamente elastiche.
Ciò può comportare:
- Valori sovrastimati della viscosità estensionale (Pen) relativi alla caduta di pressione all’ingresso
- Scarsa ripetibilità
- Errata interpretazione delle proprietà del materiale
- Mancata identify e di effetti importanti quali l’indurimento per deformazione
La soluzione: la tecnologia FreeFlow Die
Per superare tali limitazioni, NETZSCH ha sviluppato l’innovativo die FreeFlow (Figura 1) in collaborazione con il Prof. Martin Zatloukal della TBU Zlín. La sua geometria ottimizzata impedisce al materiale di aderire nella zona a valle. Di conseguenza, è possibile misurare la caduta di pressione in ingresso in modo accurato e riproducibile.
I vantaggi sono evidenti:
- Misurazioni accurate della viscosità di estensione
- Maggiore riproducibilità
- Rilevamento affidabile dei comportamenti di indurimento e rammollimento sotto sforzo
- Maggiore affidabilità dei dati reologici
Progettato per applicazioni di elaborazione reali
Le matrici FreeFlow sono disponibili sia in geometria circolare che rettangolare. Ciò consente agli utenti di studiare la viscosità al taglio, nonché:
- la viscosità estensionale uniassiale per applicazioni quali lo stampaggio per soffiaggio e la filatura delle fibre
- Viscosità estensionale planare per l’estrusione di film colati e la valutazione degli effetti di restringimento
Ciò consente una comprensione più completa del comportamento del materiale in condizioni di deformazione rilevanti per il processo.
I vostri vantaggi in sintesi
- Nessun materiale che si depositi nella zona a valle dell’uscita dallo stampo
- Elevata affidabilità delle misurazioni reologiche
- Determinazione precisa della viscosità estensionale
- Rilevamento affidabile dell’indurimento e dell’ammorbidimento da deformazione
- Caratterizzazione del materiale in condizioni di lavorazione realistiche
- Sviluppo efficiente dei materiali e ottimizzazione dei processi
Conclusione
La filiera FreeFlow amplia le funzionalità del reometro capillare ad alta pressione Rosand, consentendo misurazioni altamente affidabili della viscosità di taglio e di estensione. Eliminando l’adesione del materiale nella zona a valle dell’uscita della filiera e riducendo al minimo gli errori di misurazione, fornisce le informazioni reologiche accurate necessarie per uno sviluppo efficiente dei prodotti, un miglior controllo dei processi e prestazioni produttive ottimizzate.