Wprowadzenie
Skuteczna obróbka polimerów wymaga dogłębnego zrozumienia zachowania materiału w rzeczywistych warunkach produkcyjnych. Chociaż lepkość ścinająca jest powszechnie mierzona i wykorzystywana do optymalizacji procesu, to lepkość rozciągająca często dostarcza brakujących informacji niezbędnych do zrozumienia takich problemów, jak niestabilność przepływu, wady powłoki, pęcznienie w matrycy, zwężenie lub niska jakość produktu.
Wysokociśnieniowy reometr kapilarny firmy Rosand umożliwia określenie zarówno lepkości ścinającej, jak i rozciągającej w ramach jednego pomiaru, dostarczając cennych informacji na temat właściwości materiału podczas wytłaczania, formowania z rozdmuchem oraz innych procesów przepływu rozciągającego.
Lepkość rozciągania: gdy lepkość ścinająca nie wystarcza
Materiały mogą wykazywać niemal identyczne właściwości w zakresie lepkości ścinającej, a jednocześnie zachowywać się zupełnie inaczej podczas przetwarzania. W takich przypadkach lepkość rozciągająca często ujawnia różnice, ponieważ w porównaniu z pomiarem lepkości ścinającej jest ona wysoce wrażliwa na budowę molekularną i Reakcja rozkładuReakcja rozkładu to wywołana termicznie reakcja związku chemicznego tworząca produkty stałe i/lub gazowe. rozkład masy cząsteczkowej.
Dla przetwórców i twórców materiałów poleganie wyłącznie na lepkości ścinającej może skutkować niepełną charakterystyką materiału oraz nieoczekiwanymi trudnościami produkcyjnymi.
Wyzwanie: Zapobieganie przywieraniu materiału w obszarze wylotu konwencjonalnych matryc z otworami
Lepkość rozciągową w reometrze Rosanda określa się poprzez pomiar spadku ciśnienia na wlocie dyszy. W przypadku stosowania konwencjonalnych dysz o zerowej długości (z otworem) materiał może przyklejać się i gromadzić na wylocie dyszy, zwłaszcza podczas badania stopionych polimerów o wysokiej elastyczności.
Może to skutkować:
- Zawyżonych wartości lepkości rozciągowej (Pen) wynikających z nadmiernego spadku ciśnienia na wlocie
- Słabą powtarzalność
- Błędnej interpretacji właściwości materiału
- Brak uwzględnieni identify nych zjawisk, takich jak Utwardzanie (reakcje sieciowania)W dosłownym tłumaczeniu termin "sieciowanie" oznacza "tworzenie sieci". W kontekście chemicznym stosuje się go do reakcji, w których cząsteczki są łączone ze sobą poprzez wprowadzenie wiązań kowalencyjnych i tworzenie trójwymiarowych sieci. utwardzanie odkształceniowe
Rozwiązanie: Technologia matrycowa FreeFlow
Aby przezwyciężyć te ograniczenia, firma NETZSCH opracowała we współpracy z prof. Martinem Zatloukalem z TBU Zlín innowacyjną matrycę FreeFlow (rys. 1). Jej zoptymalizowana geometria zapobiega przywieraniu materiału w obszarze za matrycą. Dzięki temu spadek ciśnienia na wlocie można mierzyć w sposób dokładny i powtarzalny.
Korzyści są oczywiste:
- Dokładne pomiary lepkości przy rozciąganiu
- Zwiększona powtarzalność
- Wiarygodne wykrywanie zjawisk utwardzania i zmiękczania pod wpływem odkształcenia
- Większe zaufanie do danych reologicznych
Zaprojektowane z myślą o rzeczywistych zastosowaniach przetwarzania danych
Matyce FreeFlow są dostępne zarówno w kształcie okrągłym, jak i prostokątnym. Umożliwia to użytkownikom badanie lepkości ścinającej, a także:
- Lepkość rozciągania jednoosiowego w zastosowaniach takich jak formowanie z rozdmuchem i przędzenie włókien
- Liszczową lepkość rozciągową do wytłaczania folii wylewanej oraz oceny efektów zwężania
Skutkuje to bardziej kompleksowym zrozumieniem zachowania materiału w warunkach odkształcenia istotnych dla danego procesu.
Państwa korzyści w skrócie
- Brak przywierania materiału w obszarze za wylotem matrycy
- Wysoka niezawodność pomiarów reologicznych
- Precyzyjne określenie lepkości rozciągania
- Niezawodne wykrywanie utwardzania i zmiękczania pod wpływem odkształcenia
- Charakterystyka materiału w rzeczywistych warunkach przetwarzania
- Efektywne opracowywanie materiałów i optymalizacja procesów
Wnioski
Matryca FreeFlow rozszerza możliwości wysokociśnieniowego reometru kapilarnego firmy Rosand, umożliwiając przeprowadzanie wysoce wiarygodnych pomiarów lepkości ścinającej i rozciągającej. Dzięki wyeliminowaniu przywierania materiału w obszarze za wylotem matrycy oraz zminimalizowaniu błędów pomiarowych zapewnia ona dokładne dane reologiczne niezbędne do efektywnego opracowywania produktów, lepszej kontroli procesów oraz poprawy wydajności produkcji.