키넥서스 회전 레오미터로 열가소성 플라스틱 분석하기

폴리머가 널리 사용되는 주된 이유 중 하나는 고체 출발 물질에서 고체 최종 제품에 이르기까지 유변학의 큰 변화인 용융 상태에서 복잡한 모양으로 형성하는 것이 상대적으로 저렴하기 때문입니다. 그러나 이러한 방식으로 처리될 때 어떻게 흐르는지 이해할 필요가 있습니다. 이전 글에서 폴리머의 몇 가지 유변학적 특성에 대해 설명했습니다. 이번에는 키넥서스 회전식 레오미터로 측정할 수 있는 세 가지 특성을 살펴보겠습니다.

회전 레오미터 장비에는 일반적으로 테스트할 재료의 시편( small )이 디스크 형태로 필요하며, 일반적인 치수는 직경 25mm, 두께 1mm입니다. 시료는 한 쌍의 평행한 플레이트 또는 상부 콘과 하부 플레이트 사이에 배치되며, 온도를 정확하게 유지하여 시료가 처리되는 동안 경험하는 조건을 모방할 수 있습니다 [1].

키넥서스( NETZSCH )는 다양한 온도와 유속 범위에서 재료의 특성을 완벽하게 분석할 수 있도록 여러 가지 테스트 유형을 지원합니다. 사용 가능한 테스트 유형의 예는 다음과 같습니다:

점성 및 탄성 특성 측정

Small 테스트 주파수의 함수인진폭 정현파 진동 테스트는 폴리머의 점성 및 탄성 특성을 측정하는 데 신속하고 자주 사용되는 방법입니다. 변형률(테스트 주파수)이 변함에 따라 재료가 회복(탄성 응답) 또는 유동(점성 응답)하는 상대적인 정도를 나타내는 탄성(저장) 계수와 점성(손실) 계수(G'')라는 두 가지 파라미터가 가장 자주 보고됩니다. 폴리머 용융물의 일반적인 반응은 고주파수에서는 탄성 우세 거동을, 저주파수에서는 점성 우세 거동을 보이는 것입니다. 이는 두 응답이 동일한 임계 주파수가 존재한다는 것을 의미합니다.

이것은 분명히 잘 정의된 지점이며, 편리하게도 이 "교차" 주파수와 계수는 일부 선형 폴리머의 분자량과 분자량 분포에 따라 달라지는 것으로 나타났습니다. 이 지점을 품질 관리 도구로 활용하면 탄성 및 점성 계수의 크로스오버가 전단 점도의 일정한 값이 발생하는 지점보다 훨씬 높은 주파수에서 발생한다는 잠재적 이점이 있습니다. 진동 테스트의 테스트 시간은 일반적으로 유량 곡선 측정이나 크리프 테스트를 수행할 때보다 단축됩니다[1].

키넥서스 회전 레오미터는 분자 구조와 이것이 가공 특성에 미치는 영향에 관한 정보를 얻어야 할 때 선호되는 선택입니다. 특히 점탄성 특성 측정을 통해 평균 분자량과 분자량 분포에 대한 정보를 쉽게 추출할 수 있다는 점에서 회전 레오미터는 강력한 도구입니다.

키넥서스 회전 레오미터로 열가소성 플라스틱을 분석하는 기본 사항을 다룬 다음 블로그 기사에서는 폴리머의 점탄성 특성 분석이 실제 공정 문제를 어떻게 해결했는지 보여주는 두 가지 예를 보여드리겠습니다.

출처

[1] 회전 레오미터와 모세관 압출 레오미터를 이용한 폴리머의 유변학 테스트 및 특성 결정 (azom.com)

이 기사의 원저자인 밥 마쉬 박사(Malvern Panalytical의 전 직원)에게 감사드립니다!