高精度熱可塑性プラスチック押出機部品、NETZSCH のブランドで、高度なポリマー加工技術を紹介。

10.09.2021 by Milena Riedl, Dr. Shona Marsh

Kinexus回転型レオメータによるポリマー加工問題の解決

熱可塑性ポリマーの溶融物は、様々な物体を製造するために現代の多くの工業プロセスで広く使用されています。Kinexus回転型レオメータで測定されたどのような特性が、現実のポリマー加工の問題解決に役立っているかをご覧ください。

熱可塑性ポリマーの溶融物は、さまざまな物体を製造する現代の工業プロセスで広く使用されています。前回は、Kinexus回転型レオメータで測定できる熱可塑性プラスチックの特性を紹介しましたが、今回は、測定された特性がポリマー加工の問題解決にどのように役立つかを説明する実例に移ります。

A) 押出工程におけるチューブおよびパイプゲージのばらつき

低周波数で振動試験を行ったところ、材料のロットによって弾性率に違いがあることがわかりました。明らかに、パイプのゲージは押出し後のポリマーの回復度合いに依存するため、ゲージの高いパイプやチューブの弾性率が高いことは驚くことではありません。

太い(青)HDPEパイプと細い(ピンク)HDPEパイプの貯蔵弾性率を周波数に対して示す周波数掃引グラフ。
図1:2本のHDPEパイプの周波数掃引データ。弾性率の高い試料ほど、パイプのゲージが大きい。

B) 不揃いな繊維紡績特性の低減

低周波振動試験により、材料の異なるバッチの弾性特性の違いを示すことができた。低周波数における弾性の違いは、分子量分布(MWD)の違いに関連しており、MWDが広いと分子鎖の絡み合いが増加し、繊維紡糸プロセスのドローダウンプロセスを妨げる結果となる。この結果、最終製品にばらつきが生じる。

ポリプロピレン(PP)繊維試料の良品と不良品を様々な周波数で比較し、性能の違いを強調した複素粘度グラフ。
図2:良品と不良品のPP繊維試料の周波数の関数としての複素粘度。顕著な差は見られない。
良品(ピンク)と不良品(青)のPP繊維試料を周波数で比較した弾性率グラフ。
図3:良品と不良品のPP繊維試料の周波数の関数としての貯蔵弾性率。不良試料はより弾性が高く、繊維径が一定していない。

次回は、熱可塑性プラスチックのレオロジー分析について、ロザンドキャピラリーレオメーターで測定できる特性について説明します。

こちらもお読みください:

熱可塑性プラスチックのレオロジーの基礎 (ta-NETZSCH.com)

Kinexus 回転型レオメータによる熱可塑性プラスチックの分析 (ta-NETZSCH.com)

出典

[1] 回転型レオメーターおよびキャピラリ押出しレオメーターによるポリマーのレオロジー試験と物性測定 (azom.com)

この記事の原著者であるBob Marsh博士(Malvern Panalyticalの元社員)に感謝します!

積層造形における熱分析とレオロジーを示す、機械で3Dプリントされる緑色のポリマー物体。

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