Kapiler Reometrinin Temelleri

Kapiler reometre ile hangi veriler elde edilebilir?

• Eriyik viskozitesi

Viskozite, bir sıvının akışkanlığı veya akışa ne kadar direnç gösterdiği olarak düşünülebilir. Viskozite, η, kayma gerilmesinin (birim alan başına kuvvet) kayma hızına (kayma gerilmesinin hız değişimi) oranı olarak ifade edilir. [2]

• Yüksek kayma hızı davranışı

Kesme hızı, bir akışkanın akış sırasında kesilme veya deforme olma hızıdır. Daha teknik bir ifadeyle, sıvı katmanlarının birbirini geçme hızıdır. Örneğin, birisi çok ince bir merhem, krem veya losyon tabakasını cildine hızla sürerse, kesme hızı, bu malzemenin tüpünden yavaşça sıkılmasından çok daha yüksektir. [3]

• Genişleme özellikleri

Uzanımsal akış, filamentlerin, elyafların, filmlerin, tabakaların çekilmesi veya kabarcıkların şişirilmesi sırasında olduğu gibi, malzeme katı sınırlarla temas halinde olmadığında meydana gelir. Kalıpların girişlerindeki yakınsak akışlar da doğası gereği uzanımsaldır. [4] Uzanımsal özellikler arasında uzanımsal gerilme oranı ve uzanımsal viskozite yer alır.

• Eriyik kırılması (Akış Kararsızlığı)

Eriyik kırılması, ekstrüdatta pürüzlülüğe yol açan erimiş reçine üzerine uygulanan aşırı kayma geriliminin neden olduğu fenomen olarak tanımlanır. [5] Parça özelliklerini de etkileyebilen istenmeyen bir yüzey etkisidir. İncelenen malzeme için yüksek kayma gerilmelerinde meydana geldiğinden, verimi azaltarak azaltılabilir veya ortadan kaldırılabilir.

• StresStres, iyi tanımlanmış bir kesite sahip bir numune üzerine uygulanan kuvvet seviyesi olarak tanımlanır. (Stres = kuvvet/alan). Dairesel veya dikdörtgen kesitli numuneler sıkıştırılabilir veya gerilebilir. Kauçuk gibi elastik malzemeler orijinal uzunluklarının 5 ila 10 katına kadar gerilebilir.Stres Gevşemesi (Bağıl)

StresStres, iyi tanımlanmış bir kesite sahip bir numune üzerine uygulanan kuvvet seviyesi olarak tanımlanır. (Stres = kuvvet/alan). Dairesel veya dikdörtgen kesitli numuneler sıkıştırılabilir veya gerilebilir. Kauçuk gibi elastik malzemeler orijinal uzunluklarının 5 ila 10 katına kadar gerilebilir.Stres gevşemesi, sabit bir gerilme altında gerilmede zamana bağlı bir azalmadır. Polimerin bu karakteristik davranışı, bir numuneye sabit miktarda deformasyon uygulayarak ve bunu korumak için gereken yükü zamanın bir fonksiyonu olarak ölçerek incelenir. [6]

• Erime mukavemeti

Eriyik mukavemeti, polimer eriyiğinin gerilmeye karşı direnci olarak tanımlanabilir. Bir malzemenin eriyik mukavemeti, polimerin moleküler zincir dolanmaları ve gerilme altında çözülmeye karşı direnci ile ilgilidir. Çözülmeye karşı direnci etkileyen polimer özellikleri moleküler ağırlık, moleküler ağırlık dağılımı (MWD) ve moleküler dallanmadır. Her bir özellik arttıkça, düşük kesme hızlarında eriyik mukavemeti artar. [7] Plastik malzemelerin başarılı bir şekilde ekstrüzyonu için önemli bir özelliktir.

• Kalıp şişmesi

Kalıp şişmesi, bir malzeme kapiler kalıptan dışarı aktığında meydana gelir. Kalıp şişmesini açıklamanın bir yolu, polimer eriyiğinin akış geçmişini hatırlama yeteneğini göz önünde bulundurmaktır. Buradaki fikir, rezervuardan kılcal bir kalıba doğru hareket eden bir akışkan elemanını, uzun, ince bir silindirin içine sıkıştırılan kısa, yağlı bir silindir olarak hayal etmektir. Akışkan elemanın kalıpta kalma süresi, hafızasının zayıflama süresinden (gevşeme süresi) daha kısaysa, orijinal şekline dönmeye çalışacak ve kalıp şişme etkisini üretecektir. [8]

• pvT davranışı ve sıkıştırılabilirlik

pvT, bir malzemedeki basınç ve hacim arasındaki ilişkiyi araştırır. Ayrıca bir polimer eriyiğinin ne kadar sıkıştırılabilir olduğuna dair bir gösterge verir. Polimerler yüksek sıcaklık ve basınçlarda işlendiği için basınç, hacim ve sıcaklık arasındaki ilişki büyük önem taşır.