História de sucesso do cliente
Compreensão da fratura por fusão no processamento de polímeros com reômetros capilares NETZSCH
Esta é uma história de sucesso de Don Fleming. Como fundador da Fleming Polymer Testing, ele fornece serviços de teste por contrato para o setor de polímeros desde 1988, usando os reômetros capilares NETZSCH RH2000, RH7 e RH10.
Apresentação de Don Fleming
"Meu nome é Don Fleming. Eu me formei em Engenharia Mecânica na Universidade de Bradford antes de fazer um doutorado no mesmo departamento. As principais áreas da minha pesquisa foram a extrusão reativa de espumas de LLDPE e PET reticuladas por meio de extrusão de rosca dupla e o reômetro capilar do departamento foi uma parte essencial desse trabalho, o que acabou me levando a trabalhar para a Rosand no início da década de 1990. Estabeleci a Fleming Polymer Testing em 1998, usando a reometria capilar como a base do meu negócio, fornecendo trabalho de teste por contrato para o setor de polímeros.
Ao iniciar o negócio, era certo que o reômetro seria o Rosand de furo duplo e, tendo visto muitos outros reômetros no campo, não há dúvida de que o Rosand era e continua sendo o principal instrumento.
A empresa agora tem um RH2000, um RH7 e um RH10. Todos os três instrumentos trabalharam com uma variedade de materiais, não apenas polímeros, e sua flexibilidade e sensibilidade permitiram que trabalhos complexos, como a fratura por Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão descrita abaixo, fossem realizados com facilidade.
O objetivo: resolver problemas reais de processos de polímeros
Desde então, o negócio se expandiu e se consolidou para abranger a distribuição do conjunto Compuplast de software de simulação de fluxo, que, obviamente, depende muito dos dados do reômetro. O negócio permitiu que eu viajasse para muitas das maiores empresas de polímeros do mundo para ministrar treinamentos e seminários e para unir os aspectos acadêmicos da reometria com a solução de problemas de processos da vida real. Os elementos de rotina dos testes, juntamente com os rigores da simulação de fluxo, significam que todos os aspectos da capacidade dos reômetros são exercitados, desde a dilatação do molde até o deslizamento da parede e a fratura da massa fundida até a viscosidade extensional.
Entendendo a fratura e a ruptura da massa fundida no processamento de polímeros
Uma das áreas mais intrigantes e problemáticas do processamento de polímeros é a fratura por Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão, que faz com que a superfície do polímero extrudado se torne áspera e ondulada, conforme mostrado na figura 1.
Esse é claramente um problema sério se precisarmos, e na maioria dos casos precisamos, que a superfície do nosso produto seja lisa e sem defeitos; ninguém quer produzir um cabo, perfil ou tubo de aparência ruim! As causas da fratura por derretimento e de seu fenômeno irmão, a ruptura por derretimento, estão sob análise acadêmica há décadas, sem muito consenso, sem dúvida. No entanto, um aspecto que não está em discussão é que ela ocorre em uma EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão crítica específica e essa EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão pode ser medida apenas no reômetro capilar.
A Figura 2 mostra as flutuações de pressão experimentadas pelo reômetro ao se deparar com um polímero de fratura por Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão. Quando as distorções da superfície começam, o transdutor de pressão de matriz longa encontra uma ondulação cíclica durante a qual o equilíbrio da pressão não é possível; para calcular um valor de EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de cisalhamento, a pressão deve estar em um estado de equilíbrio.
Se não estivermos cientes desse fenômeno, muitas vezes produzimos uma função de viscosidade de cisalhamento que se parece com a da figura 3, onde existe uma região de platô. Esse platô não é real, mas uma manifestação de como o reômetro busca uma pressão de equilíbrio, não consegue encontrá-la e passa para a próxima taxa de cisalhamento. Embora esse resultado não seja real, ele é indicativo de fratura por Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão e um exame visual do extrudado geralmente o confirma. Além disso, a EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de cisalhamento crítica pode ser extraída da figura 3 como a EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de cisalhamento onde o platô começa; 500kPa nesse caso.
O trabalho acadêmico confirma que a tensão crítica é independente da temperatura e do peso molecular médio. Consequentemente, é essencialmente impossível irradiar se o rendimento da massa e/ou a geometria da matriz forem mantidos.
A Figura 4 mostra a fratura por fusão manifestada em um polietileno linear de baixa DensidadeA densidade de massa é definida como a relação entre massa e volume. densidade (LLDPE) catalisado com 100% de metaloceno, e fica claro que a tensão crítica é de cerca de 450 kPa. Ao compor o metaloceno com proporções crescentes de um grau catalisado Zieger Natta, fica evidente que a tensão crítica diminui; ao cair para uma proporção de 60% de metaloceno, a tensão crítica diminui para cerca de 410 kPa, reduzindo para cerca de 340 kPa a 20%.
Esse importante resultado fornece um dos poucos métodos pelos quais a tensão crítica pode ser reduzida e como ela só pode ser detectada e medida usando a reometria capilar."
Agradecimentos
Um grande agradecimento a Don Fleming, da Fleming Polymer Testing, por compartilhar sua experiência em fratura por fusão no processamento de polímeros. Don demonstrou como a tensão de cisalhamento crítica pode ser medida e compreendida, transformando o comportamento complexo do fluxo em informações valiosas. Temos orgulho de apoiar esse importante trabalho com nossos reômetros confiáveis e de alta precisão.
