Основы капиллярной реометрии

Какие данные можно получить с помощью капиллярного реометра?

• Вязкость расплава

Вязкость можно рассматривать как текучесть жидкости, или то, насколько она сопротивляется течению. Вязкость, η, выражается как отношение напряжения сдвига (сила на единицу площади) к скорости сдвига (изменение скорости деформации сдвига). [2]

• Поведение при высокой скорости сдвига

Скорость сдвига - это скорость, с которой жидкость сдвигается или деформируется во время течения. Говоря более техническим языком, это скорость, с которой слои жидкости движутся друг за другом. Например, если кто-то быстро растирает очень тонкий слой мази, крема или лосьона на коже, то скорость сдвига будет гораздо выше, чем если бы этот материал медленно выдавливали из тюбика". [3]

• Экстенсивные свойства

Экстенсивное течение возникает, когда материал не соприкасается с твердыми границами, как это происходит при вытягивании нитей, волокон, пленок, листов или надувании пузырей. Сходящиеся потоки на входе в фильеры также являются экстенсивными по своей природе. [4] К экстенсивным свойствам относятся скорость экстенсивной деформации и экстенсивная вязкость.

• Разрушение расплава (нестабильность потока)

Разрушение расплава определяется как явление, вызванное чрезмерным напряжением сдвига, действующим на расплавленную смолу, что приводит к появлению шероховатостей в экструдате. [5] Это нежелательный поверхностный эффект, который также может повлиять на свойства детали. Поскольку он возникает при высоких напряжениях сдвига для исследуемого материала, его можно уменьшить или устранить путем снижения производительности.

• Релаксация напряжений (относительная)

Релаксация напряжения - это зависящее от времени снижение напряжения при постоянной деформации. Это характерное поведение полимера изучается путем приложения к образцу фиксированной величины деформации и измерения нагрузки, необходимой для ее поддержания, как функции времени. [6]

• Прочность расплава

Прочность расплава можно описать как сопротивление расплава полимера растяжению. Прочность расплава материала связана с запутанностью молекулярных цепей полимера и его сопротивлением распутыванию при деформации. Свойства полимера, влияющие на устойчивость к спутыванию, - это молекулярная масса, молекулярно-массовое распределение (MWD) и разветвленность молекул. С увеличением каждого свойства повышается прочность расплава при низких скоростях сдвига. [7] Это важное свойство для успешной экструзии пластиковых материалов.

• Разбухание фильеры

Разбухание фильеры происходит, когда материал вытекает из капиллярной фильеры. Один из способов объяснить разбухание фильеры - рассмотреть способность полимерного расплава запоминать историю своего течения. Идея состоит в том, чтобы представить себе элемент жидкости, перемещающийся из резервуара в капиллярную фильеру, как короткий толстый цилиндр, который сжимается в длинный тонкий цилиндр. Если время пребывания жидкого элемента в фильере меньше времени его затухающей памяти (времени релаксации), он попытается вернуться к своей первоначальной форме и произвести эффект разбухания фильеры. [8]

• поведение pvT и сжимаемость

pvT исследует связь между давлением и объемом материала. Он также дает представление о том, насколько сжимаемым является расплав полимера. Поскольку полимеры перерабатываются при высоких температурах и давлениях, взаимосвязь между давлением, объемом и температурой имеет большое значение.