Müşteri BAŞARI HİKAYESİ
Polimer İşlemede Eriyik Kırılmasını NETZSCH Kapiler Reometreler ile Anlamak
Bu, Don Fleming tarafından yazılan bir müşteri başarı öyküsüdür. Fleming Polymer Testing'in kurucusu olarak, 1988'den beri polimer endüstrisine NETZSCH kapiler reometreler RH2000, RH7 ve RH10 kullanarak sözleşmeli test hizmetleri sunmaktadır.
Don Fleming'in Tanıtımı
"Benim adım Don Fleming. Bradford Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünden mezun olduktan sonra aynı bölümde doktora yaptım. Araştırmamın temel alanları, çapraz bağlı LLDPE ve PET köpüklerin çift vidalı ekstrüzyon yoluyla reaktif ekstrüzyonuydu ve bölümün kapiler reometresi bu çalışmanın önemli bir parçasıydı ve sonunda 1990'ların başında Rosand için çalışmamla sonuçlandı. Polimer endüstrisine sözleşmeli test işi sağlayan işimin temel taşı olarak kapiler reometriyi kullanarak 1998 yılında Fleming Polymer Testing 'i kurdum.
İşe başlarken, reometrenin Rosand çift delikli olacağı kesindi ve sahadaki diğer birçok reometreyi gördükten sonra, Rosand'ın önde gelen cihaz olduğu ve olmaya devam ettiği konusunda hiçbir şüphe kalmadı.
İşletmede şu anda bir RH2000, RH7 ve RH10 bulunmaktadır. Her üç cihaz da sadece polimerler üzerinde değil, bir dizi malzeme üzerinde çalışmıştır ve esnekliği ve hassasiyeti, aşağıda açıklanan eriyik kırılması gibi karmaşık işlerin kolaylıkla yapılmasına olanak sağlamıştır.
Hedef: Gerçek Hayat Polimer Proses Problemlerini Çözmek
O zamandan bu yana iş, elbette büyük ölçüde reometreden elde edilen verilere dayanan Compuplast akış simülasyon yazılımı paketinin distribütörlüğünü kapsayacak şekilde genişledi ve konsolide oldu. Bu iş, dünyanın en büyük polimer şirketlerinin çoğuna seyahat ederek hem eğitim hem de seminerler vermemi ve reometrinin akademik yönleri ile gerçek hayattaki proses problemlerinin çözümü arasında köprü kurmamı sağladı. Akış simülasyonunun zorluklarıyla birlikte testin rutin unsurları, kalıp şişmesinden duvar kaymasına ve eriyik kırılmasından uzama viskozitesine kadar reometre kapasitesinin tüm yönlerinin kullanıldığı anlamına geliyor.
Polimer İşlemede Eriyik Kırılması ve Eriyik Kopmasını Anlamak
Polimer işlemenin en ilgi çekici ve sorunlu alanlarından biri eriyik kırılmasıdır. Eriyik kırılması, ekstrüde edilen polimerin yüzeyinin şekil 1'de gösterildiği gibi pürüzlü ve dalgalı hale gelmesine neden olur.
Ürünümüzün yüzeyinin pürüzsüz ve hatasız olması gerekiyorsa ve çoğu durumda gerekiyorsa, bu açıkça ciddi bir sorundur; kimse kötü görünümlü bir kablo, profil veya boru üretmek istemez! Eriyik kırılmasının ve kardeş fenomeni olan eriyik kopmasının nedenleri onlarca yıldır akademik inceleme altındadır ve tartışmasız bir şekilde üzerinde çok fazla fikir birliğine varılamamıştır. Bununla birlikte, tartışmaya açık olmayan bir husus, belirli, kritik bir gerilimde meydana geldiği ve bu gerilimin yalnızca kapiler reometrede ölçülebileceğidir.
Şekil 2, eriyik halinde kırılan bir polimer ile karşılaşıldığında reometre tarafından deneyimlenen basınç dalgalanmalarını göstermektedir. Yüzey bozulmaları başladığında, uzun kalıp basınç transdüseri, basınç dengesinin mümkün olmadığı döngüsel bir dalgalanma ile karşılaşır; bir kayma gerilimi değerinin hesaplanabilmesi için basıncın denge durumunda olması gerekir.
Bu olgunun farkında değilsek, sıklıkla şekil 3'teki gibi görünen ve bir plato bölgesinin bulunduğu bir kayma viskozitesi fonksiyonu üretiriz. Bu plato gerçek değildir, ancak reometrenin nasıl bir denge basıncı aradığının, bulamadığının ve ardından bir sonraki kayma hızına geçtiğinin bir göstergesidir. Bu sonuç gerçek olmasa da, eriyik kırılmasının bir göstergesidir ve ekstrüdatın görsel olarak incelenmesi genellikle bunu doğrulayacaktır. Ayrıca, kritik kayma gerilimi şekil 3'ten platonun başladığı kayma gerilimi olarak çıkarılabilir; bu durumda 500kPa.
Akademik çalışma, kritik gerilimin sıcaklıktan ve ortalama moleküler ağırlıktan bağımsız olduğunu, dolayısıyla kütle verimi ve/veya kalıp geometrisi korunursa ışınlamanın esasen imkansız olduğunu doğrulamaktadır.
Şekil 4, %100 Metalosen katalizli lineer düşük yoğunluklu polietilende (LLDPE) ortaya çıkan eriyik kırılmasını göstermektedir ve kritik gerilimin 450kPa civarında olduğu açıktır. Metalosenin artan oranlarda Zieger Natta katalizli bir kalite ile birleştirilmesiyle kritik gerilimin azaldığı görülmektedir; %60 metalosen oranına düşüldüğünde kritik gerilim 410kPa civarına inmekte, %20'de ise 340kPa civarına düşmektedir.
Bu önemli sonuç, kritik gerilimin azaltılabileceği ve bunun sadece kapiler reometri kullanılarak nasıl tespit edilip ölçülebileceği konusunda birkaç yöntemden birini sunmaktadır."
Teşekkür
Fleming Polymer Testing'den Don Fleming'e polimer işlemede eriyik kırılması konusundaki uzmanlığını paylaştığı için çok teşekkür ederiz. Don, kritik kayma geriliminin nasıl ölçülebileceğini ve anlaşılabileceğini göstererek karmaşık akış davranışını değerli içgörülere dönüştürdü. Bu önemli çalışmayı güvenilir, yüksek hassasiyetli reometrelerimizle desteklemekten gurur duyuyoruz.
