FreeFlow-matriser: Inget fastklibbande. Inga mätfel. Tillförlitliga data om extensiv viskositet

Inledning

För att lyckas med polymerbearbetning krävs en grundlig förståelse av materialets beteende under verkliga tillverkningsförhållanden. Medan skjuvviskositeten ofta mäts och används för processoptimering, ger sträckviskositeten ofta den information som saknas för att förstå problem som flödesinstabilitet, filmdefekter, svällning vid munstycket, halsbildning eller dålig produktkvalitet.

Rosands högtryckskapillärreometer gör det möjligt att bestämma både skjuv- och töjningsviskositeten i en enda mätning, vilket ger värdefull insikt i materialets prestanda vid extrudering, formblåsning och andra sträckflödesprocesser.

Extensionsviskositet: När skjuvviskositeten inte räcker till

Material kan uppvisa nästan identiskt beteende vad gäller skjuvviskositet, men samtidigt fungera väldigt olika under bearbetningen. I sådana fall avslöjar sträckningsviskositeten ofta skillnader, eftersom den – jämfört med skjuvmätningar – är mycket känslig för molekylstruktur och molekylviktfördelning.

För tillverkare och materialutvecklare kan det leda till ofullständig materialkaraktärisering och oväntade produktionsproblem om man enbart förlitar sig på skjuvviskositeten.

Utmaningen: Att förhindra att material fastnar i utloppet på konventionella munstycken

Extensionsviskositeten i Rosand-reometern bestäms genom att man mäter tryckfallet vid munstyckets ingång. Vid användning av konventionella munstycken med nollängd (öppning) kan materialet fastna och ansamlas vid munstyckets utgång, särskilt vid provning av mycket elastiska polymersmältor.

Detta kan leda till:

• Överskattade värden för sträckviskositet (_Pen) vid tryckfallet vid munstyckets ingång
• Dålig repeterbarhet
• Felaktig tolkning av materialegenskaper
• Oförmåga att be identify era viktiga effekter såsom töjningshärdning

Lösningen: FreeFlow-stanstekniken

För att övervinna dessa begränsningar har NETZSCH utvecklat den innovativa FreeFlow-matrisen (figur 1) i samarbete med professor Martin Zatloukal vid TBU Zlín. Dess optimerade geometri förhindrar att material fastnar i det nedströms liggande området. Detta gör att tryckfallet vid inloppet kan mätas noggrant och på ett reproducerbart sätt.

Fördelarna är uppenbara:

• Exakta mätningar av viskositeten vid förlängning
• Förbättrad reproducerbarhet
• Tillförlitlig detektering av töjningshärdning och mjukningsbeteende
• Ökat förtroende för reologiska data

Utvecklad för verkliga bearbetningstillämpningar

FreeFlow-matriser finns i både cirkulära och rektangulära utföranden. Detta gör det möjligt för användarna att undersöka skjuvviskositeten samt:

• Enaxlig sträckviskositet för tillämpningar såsom formblåsning och fiberspinning
• Plan sträckviskositet för extrudering av gjutfilm och utvärdering av inknipningseffekter

Detta ger en mer omfattande förståelse av materialets beteende under processrelevanta deformationsförhållanden.

Slutsats

FreeFlow-munstycket utökar funktionerna hos Rosands högtryckskapillärreometer genom att möjliggöra mycket tillförlitliga mätningar av skjuv- och töjningsviskositet. Genom att förhindra att materialet fastnar i området nedströms efter munstyckets utlopp och minimera mätfel tillhandahåller det den exakta reologiska information som krävs för effektiv produktutveckling, förbättrad processkontroll och ökad tillverkningsprestanda.