STORIA DI SUCCESSO DEL CLIENTE
Comprendere la frattura della massa fusa nella lavorazione dei polimeri con i reometri capillari NETZSCH
Questa è una storia di successo di Don Fleming. Fondatore di Fleming Polymer Testing, dal 1988 fornisce servizi di analisi a contratto all'industria dei polimeri, utilizzando i reometri capillari NETZSCH RH2000, RH7 e RH10.
Introduzione di Don Fleming
"Mi chiamo Don Fleming. Mi sono laureato in Ingegneria meccanica all'Università di Bradford prima di intraprendere un dottorato di ricerca nello stesso dipartimento. Le aree principali della mia ricerca erano l'estrusione reattiva di schiume LLDPE e PET reticolate tramite estrusione bivite e il reometro capillare del dipartimento era una parte essenziale di questo lavoro, che alla fine mi ha portato a lavorare per Rosand all'inizio degli anni Novanta. Nel 1998 ho fondato la Fleming Polymer Testing, utilizzando la reometria capillare come pietra angolare della mia attività, fornendo test a contratto all'industria dei polimeri.
Quando ho iniziato l'attività, era scontato che il reometro sarebbe stato il Rosand twin bore e, avendo visto molti altri reometri sul campo, non c'è dubbio che il Rosand era e continua ad essere lo strumento principale.
Oggi l'azienda dispone di un RH2000, di un RH7 e di un RH10. Tutti e tre gli strumenti hanno lavorato su una vasta gamma di materiali, non solo polimeri, e la loro flessibilità e sensibilità ha permesso di eseguire con facilità lavori complessi come la frattura da Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione descritta di seguito.
L'obiettivo: risolvere i problemi di processo dei polimeri nella vita reale
Da allora, l'attività si è ampliata e consolidata fino a comprendere la distribuzione della suite di software di simulazione di flusso Compuplast, che ovviamente si basa molto sui dati del reometro. L'attività mi ha permesso di recarmi in molte delle più grandi aziende produttrici di polimeri del mondo per tenere corsi di formazione e seminari e per collegare gli aspetti accademici della reometria con la soluzione di problemi di processo reali. Gli elementi di routine dei test, insieme ai rigori della simulazione di flusso, fanno sì che tutti gli aspetti della capacità dei reometri vengano esercitati, dal rigonfiamento della matrice allo slittamento della parete, dalla frattura della massa alla viscosità estensionale.
Capire la frattura e la rottura della massa fusa nella lavorazione dei polimeri
Una delle aree più intriganti e problematiche della lavorazione dei polimeri è la frattura da Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione. La frattura da Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione fa sì che la superficie del polimero estruso diventi ruvida e ondulata, come mostrato nella figura 1. Questo è chiaramente un problema serio se abbiamo bisogno, e nella maggior parte dei casi è così, che la superficie del nostro prodotto sia liscia e priva di difetti.
Questo è chiaramente un problema serio se abbiamo bisogno, e nella maggior parte dei casi è così, che la superficie del nostro prodotto sia liscia e priva di difetti; nessuno vuole produrre un cavo, un profilo o un tubo dall'aspetto scadente! Le cause della frattura da Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione e del suo fenomeno gemello, la rottura da fusione, sono state oggetto di esame accademico per decenni, senza probabilmente ottenere un grande consenso. Tuttavia, un aspetto che non è in discussione è che si verifica in presenza di una specifica sollecitazione critica, che può essere misurata solo con il reometro capillare.
La Figura 2 mostra le fluttuazioni di pressione sperimentate dal reometro quando incontra un polimero che si frattura per fusione. Quando iniziano le distorsioni superficiali, il trasduttore di pressione a filiera lunga incontra un'ondulazione ciclica durante la quale non è possibile raggiungere l'equilibrio di pressione; per calcolare un valore di shear Lo stressLa sollecitazione è definita come un livello di forza applicato su un campione con una sezione trasversale ben definita. (Sollecitazione = forza/area). I campioni con sezione trasversale circolare o rettangolare possono essere compressi o allungati. I materiali elastici come la gomma possono essere allungati fino a 5-10 volte la loro lunghezza originale.stress, la pressione deve essere in uno stato di equilibrio.
Se non siamo consapevoli di questo fenomeno, molto spesso produciamo una funzione di viscosità di taglio che assomiglia a quella della figura 3, dove esiste una regione di plateau. Questo plateau non è reale, ma è una manifestazione del fatto che il reometro cerca una pressione di equilibrio, non la trova e quindi passa alla velocità di taglio successiva. Anche se questo risultato non è reale, è indicativo di una frattura della massa fusa e un esame visivo dell'estruso spesso lo conferma. Inoltre, la sollecitazione di taglio critica può essere ricavata dalla figura 3 come la sollecitazione di taglio in cui inizia il plateau; in questo caso, 500kPa.
Il lavoro accademico conferma che Lo stressLa sollecitazione è definita come un livello di forza applicato su un campione con una sezione trasversale ben definita. (Sollecitazione = forza/area). I campioni con sezione trasversale circolare o rettangolare possono essere compressi o allungati. I materiali elastici come la gomma possono essere allungati fino a 5-10 volte la loro lunghezza originale.lo stress critico è indipendente dalla temperatura e dal peso molecolare medio ponderale; di conseguenza, è essenzialmente impossibile irradiare se si mantengono la produttività di massa e/o la geometria dello stampo.
La Figura 4 mostra la frattura da fusione che si manifesta in un polietilene lineare a bassa densità (LLDPE) catalizzato al 100% con metallocene ed è evidente che Lo stressLa sollecitazione è definita come un livello di forza applicato su un campione con una sezione trasversale ben definita. (Sollecitazione = forza/area). I campioni con sezione trasversale circolare o rettangolare possono essere compressi o allungati. I materiali elastici come la gomma possono essere allungati fino a 5-10 volte la loro lunghezza originale.lo stress critico è di circa 450kPa. Se si compone il metallocene con proporzioni crescenti di un grado catalizzato Zieger Natta, è evidente che Lo stressLa sollecitazione è definita come un livello di forza applicato su un campione con una sezione trasversale ben definita. (Sollecitazione = forza/area). I campioni con sezione trasversale circolare o rettangolare possono essere compressi o allungati. I materiali elastici come la gomma possono essere allungati fino a 5-10 volte la loro lunghezza originale.lo stress critico diminuisce; scendendo a una proporzione di metallocene del 60%, Lo stressLa sollecitazione è definita come un livello di forza applicato su un campione con una sezione trasversale ben definita. (Sollecitazione = forza/area). I campioni con sezione trasversale circolare o rettangolare possono essere compressi o allungati. I materiali elastici come la gomma possono essere allungati fino a 5-10 volte la loro lunghezza originale.lo stress critico si riduce a circa 410kPa, riducendosi a circa 340kPa al 20%.
Questo importante risultato fornisce uno dei pochi metodi con cui Lo stressLa sollecitazione è definita come un livello di forza applicato su un campione con una sezione trasversale ben definita. (Sollecitazione = forza/area). I campioni con sezione trasversale circolare o rettangolare possono essere compressi o allungati. I materiali elastici come la gomma possono essere allungati fino a 5-10 volte la loro lunghezza originale.lo stress critico può essere ridotto e come può essere rilevato e misurato solo utilizzando la reometria capillare"
Ringraziamenti
Un grande ringraziamento a Don Fleming di Fleming Polymer Testing per aver condiviso la sua esperienza sulla frattura da fusione nella lavorazione dei polimeri. Don ha dimostrato come sia possibile misurare e comprendere le sollecitazioni di taglio critiche, trasformando il complesso comportamento del flusso in preziose intuizioni. Siamo orgogliosi di sostenere questo importante lavoro con i nostri reometri affidabili e di alta precisione.
