중합체의 유동학 테스트와 회전 전류계 및 모자를 사용하는 속성의 결심

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커버되는 토픽

배경

중합체의 유동학에 영향을 미치는 요인

용해 점성과 그것의 온도 미결

부스럼 또는 압출물 부스럼은 정지합니다

용해 신축성

난수의 사격량

교류 행동을 성격을 나타내기

회전 전류계

현대 회전 전류계의 기능

교류 곡선

일정 응력 변형 시험

응력 이완

작은 진폭 사인 곡선 진동하는 테스트

점성과 탄성을 지니는 특성이 실제적인 가공 문제를 해결한 방법

밀어남 프로세스에 있는 관과 관 계기의 가변성

일치하지 않는 섬유 회전시키는 속성을 감소시키기

모세관 밀어남 전류계

결심은의 부스럼 정지합니다

모세관 전류계의 응용

신장 속성

모세관 전류계 및 프로세스 동작

용해 골절

산출된 Rheological 속성과 사례의 차이

결론

배경

유동학은 17 세기 후반에 Hooke와 뉴톤이 제시한 신축성과 점성의 법률에서 뿌리박은 물자의 교류 그리고 개악 공부의 과학입니다. 열가소성 중합체 용해는 많은 현대 공업 공정에서 널리 이용됩니다 객체의 군중을 제조하기 위하여. 중합체는 녹은 국가에 있는 복잡한 모양으로 형성하게 상대적으로 싸기 그러므로 때문에, 우리 어떻게 흐르는지 이해할 필요가 있습니다 이용되고 때 가공되는.

중합체의 유동학에 영향을 미치는 요인

중합체는 그들의 교류 속성을 좌우하는 많은 요인이 있기 때문에 rheologically 성격을 나타낼 것이다 복잡한 물자 입니다. 교류 행동을 좌우하는 요인의 보기는 다음을 포함할 수 있습니다: 온도 가공; 흐름율; 거주 시간 등등.

게다가 중합체의 rheological 속성은 액체 및 고체의 그들의 중간 입니다. 이것은 몇몇이 아래에서 토론되는 그밖 중요한 특성 시기를 정하기 위하여 지도합니다, 및 교류 속성의 미결의.

용해 점성과 그것의 온도 미결

용해 점성은 온도 중요하게 에 의지하고 있기 위하여 유명합니다. 형의 온도를 낮추어서 생성할 부속에는 광택이 없는 완료가 있을 때까지, 처리기는 프로세스가 명백하게 되는 지상 결점 없이 달릴 수 있는 최소한도 온도 (그러므로 최대 수지 점성)를 배울 수 있습니다. 형 온도를 감소시키는 것은 에너지를 절약하고 및 주기 시간을 감소시킬 수 있습니다 그래서 용해 점성의 온도 미결의 이해는 아주 유용합니다.

부스럼 또는 압출물 부스럼은 정지합니다

중합체 용해는 전시하기 위하여 부스럼 내밀 때 정지합니다 알려집니다. 이 현상은 압출물의 직경의 증가로 거푸집을 나가기 후에 제시합니다. 총계는의 부스럼 거푸집의 인레트에 물자의 탄력 있는 개악 양과 관련있습니다 정지합니다. 고려될 추가 사실은 물자가 일정한 처리량에 내밀릴 때 정도가의 부스럼 (더 정확하게 압출물 부스럼) 의지하고 있다는 것을 거푸집의 길이 에 정지하다 입니다. 다시 말하면 물자로 중합체 용해 전시회 시간 속국은 거푸집, 더 많은 것의 입구에 적용된 탄력 있는 개악을 물자가 거푸집 안에 더 적은 정지 부스럼에 소비하는 시간 잊습니다.

용해 신축성

용해 신축성에는 또한 다른 많은 중합체 프로세스를 위한 중후한 연루가 있을 수 있습니다:

         부푸는 분대의 벽 간격이 닫히는 형 이전에 밀어남 프로세스 도중 일어난 부스럼의 정도에 어디 달려 있는지 주조하 불어.

         형성을 진공 청소기로 청소하거든 찬 형성에 진공에 의해 당겨지기 전에 물자 늘어짐을 방지하기 위하여 중합체가 신축성의 정도를 유지해야 하는 Thermoforming는 정지합니다. 물자에는 충분한 신축성이 없는 경우에 진공 또는 압력이 적용될 전에 확률이 높습니다 정지합니다 식힌 의 접촉으로 오는 것이.

난수의 사격량

중합체 가공 속성은 또한 가공되는 합성에 있는 윤활유, 가소제, 충전물 및 그밖 분대의 사격량에 달려 있습니다. 이 짧은 소개에서 사람은 정교하고 다재다능한 기계 사용을 요구하기 위하여 중합체 용해 교류 행동의 적당한 특성이 확률이 높다는 것을 평가할 수 있습니다.

교류 행동을 성격을 나타내기

rheologist 중합체 교류의 관점에서 행동은 3개 분대로 편리하게 분리될 수 있습니다: 계수 또는 부스럼 비율의 측정이 특징인 대응 점성 그리고 탄력 있는 행동이 특징인 신장 교류와 가위.

완전히 물자를 성격을 나타낼 것을, 온도와 가위/연장 비율의 범위에 이 매개변수 추출의 기능이 있는 기계 사용에는 요구됩니다. 현대 실험실 rheological 시험 기구는 회전 전류계 및 모세관 밀어남 전류계의 2개의 넓은 종류로 분할될 수 있습니다.

회전 전류계

이 계기는 일반적으로 물자의 작은 견본을 디스크 - 두꺼운 25mm 직경과 1mm인 전형적인 차원의 모양으로 시험될 것을 요구합니다. 견본은 그의 온도가 격판덮개의 부푸는 가스 오븐 전기 난방과 같은 외부 난방 장치에 의해 유지될 수 있는 더 낮은 격판덮개와 평행한 격판덮개의 쌍 사이에서 또는 위 콘 둡니다.

현대 회전 전류계의 기능

현대 회전 전류계는 다수 시험 모형 도 할 수 있습니다 온도와 흐름율의 범위에 물자의 모든 특성을 허용하기 위하여. 유효한 시험의 모형의 모형의 보기는:

         흐름율

         일정 응력 변형 시험

         응력 이완

         작은 진폭 사인 곡선 진동하는 테스트

교류 곡선

가위 점성을 대 가위 비율 전단 응력 측정하는 교류 곡선. 충분히 낮은 가위 비율로 점성을 위한 일정한 가치는 달성될 것입니다. 이 소위 영 가위 점성은 중합체의 평균 분자량에 달려 있기 위하여 보이고 (얼마나 높은 비율 전에 점성 감소) 고원의 길이는 분자량 distibution의 폭을 반영하기 위하여 알려집니다. 소프트웨어 꾸러미는 그 같은 데이터에서 평균 분자량 그리고 분자량 분포를 결정하게 유효합니다.

AZoM - 금속, 세라믹스, 중합체 및 합성물: 중합체 - 점성을 위한 낮은 가위 비율 고원을 보여주는 190°C에 LDPE를 위한 교류 곡선의 유동학 테스트. 영 가위 점성의 크기는 중합체의 평균 분자량에 의해 결정됩니다.

점성을 위한 낮은 가위 비율 고원을 보여주는 190°C에 LDPE를 위한 숫자 1. 교류 곡선. 영 가위 점성의 크기는 중합체의 평균 분자량에 의해 결정됩니다.

일정 응력 변형 시험

일정 응력 변형 시험 (정의된 기간 동안 일정한 긴장의 응용)는 영 가위 점성 결정의 대체 수단을 허용합니다. 복구 테스트 물자가 신축성에 후퇴하고기 그것의 본래 모양을 복구하기 것을 시도할 것이기 때문에 (긴장의 제거와) 결합될 때 이 시험은 견본에 있는 신축성 양을 측정되는 가능하게 합니다.

AZoM - 금속, 세라믹스, 중합체 및 합성물: 중합체의 유동학 테스트 - (파란) 190ºC에 포복 & 복구 곡선 폴리프로필렌은 영 가위 점성 및 평형 회복시킬 수 있는 수락이 결정되는 것을 허용합니다.

(파란) 숫자 2. 190°C에 포복은 (Red) & 복구 곡선 폴리프로필렌 영 가위 점성 및 평형 회복시킬 수 있는 수락이 결정되는 것을 허용합니다.

응력 이완

응력 이완 시험은 견본에 즉석 개악 (긴장)를 적용하고 시간을 가진 긴장의 시간에 의존하는 감퇴를 기록합니다. 긴장의 감퇴의 비율은 시험 온도에 중합체의 점탄성에 달려 있습니다. 데이터는 이완 계수로 수시로 대 시간 디스플레이됩니다. 계수의 통합은 대 시간 함수 영 가위 점성, 그러므로 평균 분자량 결정의 수시로 잊은 그러나 급속한 방법입니다. 지속적인 이완 시간 배급 곡선이 계수/시간 함수의 감별법에 의하여 생성합니다. 이 오히려 복소 함수는 중합체의 분자량 분포에 관하여 원칙상 정보를 포함합니다.

AZoM - 금속, 세라믹스, 중합체 및 합성물: 중합체 - 190°C.에 응력 이완 데이터 LDPE의 유동학 테스트. 이완 시간 배급 곡선은 중합체의 분자량 분포에 관하여 정보를 포함합니다.

190°C.에 숫자 3. 응력 이완 데이터 LDPE. 이완 시간 배급 곡선은 중합체의 분자량 분포에 관하여 정보를 포함합니다.

작은 진폭 사인 곡선 진동하는 테스트

시험 주파수의 기능으로 작은 진폭 사인 곡선 진동하는 테스트는 중합체의 점성과 탄력 있는 속성을 동시에 측정하는 급속한 자주 사용하는 방법 입니다. 2개의 매개변수는 수시로 - 저장 (탄력 있는) 계수 및 (탄력 있는 반응) 복구하고기 위하여 또는 흐르기 위하여 물자의 상대적인 정도를 (점성 반응) 각각 때 개악 (시험 주파수)의 비율 변경하는 나타낼 점성 (손실) 계수 (G ") 보고됩니다. 중합체 용해를 위한 전형적인 반응은 고주파에 고무줄에 의하여 지배된 행동 및 저주파에 점성 지배한 행동을 과시하기 위한 것입니다. 이것은 2개의 반응이 동등한 중요한 주파수가 있다는 것을 의미합니다. 이것은 명백하게 분명한 점이고 편리하게 이 "크로스오버" 주파수 및 계수는 몇몇 선형 중합체의 분자량 그리고 분자량 분포에 달려 있기 위하여 보였습니다. 품질 관리 공구로 이 점 이용의 잠재적인 이점은 탄력 있는 점성 계수의 크로스오버가 가위 점성의 일정한 가치가 일어나는 점 보다는 현저하게 더 높은 주파수에 생기다 입니다. 테스트 시간은 교류 곡선 측정을 만들거나 일정 응력 변형 시험 능력을 발휘하기에 비교될 때 그러므로 상당히 감소될 수 있습니다.

AZoM - 금속, 세라믹스, 중합체 및 합성물: 중합체의 유동학 테스트 - 190ºC에 폴리프로필렌을 위한 진동수 쓸기. 크로스오버 점은 평균 분자량 및 분자량 분포에 의해 결정됩니다.

190°C.에 폴리프로필렌을 위한 숫자 4. 진동수 쓸기. 크로스오버 점은 평균 분자량 및 분자량 분포에 의해 결정됩니다.

점성과 탄성을 지니는 특성이 실제적인 가공 문제를 해결한 방법

분자 매개변수와 가공 성과 사이 관계에 대한 가득 차있는 면담은 이 짧은 약품의 범위를 벗어난 것입니다, 그러나 뒤에 오는 보기는 중합체의 점성과 탄성을 지니는 특성이 실제적인 가공 문제를 어떻게 해결한지 설명하기 위하여 포함됩니다:

밀어남 프로세스에 있는 관과 관 계기의 가변성

저주파에 진동하는 테스트는 (0.1 Hz 이하) 물자의 다른 배치 사이의 탄성 계수에 있는 다름을 제시했습니다. 분명히 관 계기는 중합체의 회수도에 내밀리기 후에 달려 있고 이렇게 당연한 일로, 더 높은 계기를 가진 관 그리고 관은 더 중대한 탄성 계수를 비치하고 있습니다.

AZoM - 금속, 세라믹스, 중합체 및 합성물: 중합체의 유동학 테스트 - 2개의 HDPE 관의 진동수 쓸기 데이터. 더 큰 계기 관이 더 높은 탄성 계수를 가진 견본에 의하여 생성했습니다.

숫자 2개의 HDPE 관의 5. 진동수 쓸기 데이터. 더 큰 계기 관이 더 높은 탄성 계수를 가진 견본에 의하여 생성했습니다.

일치하지 않는 섬유 회전시키기 속성을 감소시키기

저주파 진동하는 테스트는 물자의 다른 배치의 탄력 있는 속성에 있는 다름을 보여줄 수 있었습니다. 아무 다름도 물자가 일관된 분자량의 이었다는 것을 표시하는 점성에서 관찰되지 않았습니다. 저주파에 신축성에 있는 다름은 그 결과를 가진 분자량 분포에 있는 (MWD) 다름과 섬유 회전시키는 프로세스의 끌기 프로세스를 아래로 방해하는 증가한 분자 사슬 철조망에 있는 더 넓은 MWD 결과 관련있습니다. 이것은 완성품에 있는 차례차례로 모순을 일으키는 원인이 됩니다.

AZoM - 금속, 세라믹스, 중합체 및 합성물: 중합체의 유동학 테스트 - 좋고 나쁜 PP 섬유 견본을 위한 주파수의 기능으로 복잡한 점성. 보고 알 수 있는 다름이 분명하지 않다는 것을 유의하십시오.

좋고 나쁜 PP 섬유 견본을 위한 주파수의 기능으로 숫자 6. 복합물 점성. 보고 알 수 있는 다름이 분명하지 않다는 것을 유의하십시오.

AZoM - 금속, 세라믹스, 중합체 및 합성물: 중합체 - 좋고 나쁜 PP 섬유 견본을 위한 주파수의 기능으로 저장 계수의 유동학 테스트. 나쁜 견본에는 추가 신축성이 일치하지 않는 섬유 직경을 일으키는 원인이 되는 있었습니다.

좋고 나쁜 PP 섬유 견본을 위한 주파수의 기능으로 숫자 7. 저장 계수. 나쁜 견본에는 추가 신축성이 일치하지 않는 섬유 직경을 일으키는 원인이 되는 있었습니다.

모세관 밀어남 전류계

향상된 모세관 밀어남 전류계는 출구에 모세관 거푸집과 맞은 한개 이상 정밀도 구멍을 통합하는 온도 제어 배럴 구성하고 있습니다. 용해 압력 변형기는 거푸집의 위 중합체 용해가 프로그램 흐름 비율로 거푸집을 통해서 내밀리는 때 즉각 압력 강하를 기록하기 위하여 거치됩니다. 모세관의 사용에 의하여 정지하거든 "개구부" 또는 "영 길이"는 가위 정지하고 중합체 용해의 신장 점성은 가위와 연장 비율에 대하여 동시에 결정될 수 있습니다.

결심은의 부스럼 정지합니다

추가 부속품은 방법에 의하여 중합체의 물가를 일련의 속도 제어 작은 조각 롤러를 통해서 통과하고 속도 떨어져 운반의 기능으로 군대 (용해 긴장)를 기록해서 기록하게 부스럼 유효한 경우에 정지합니다 레이저 스캐닝 계기 및 또는 압출물 용해 병력.

모세관 전류계의 응용

대개, 모세관 전류계는 용해 속성을 회전 전류계 보다는 더 높은 가위 비율로 측정하고 전형적인 가공 조건 하에서 교류 행동의 결심을 허용하기 위하여 이용됩니다. 특히 중요한 고려사항은 측정하는 기능 (카운터 자전 폴리 장치와 같은)와 더 중요하게 보다는 더 높은 연장 비율 공정 라인에 부닥친 연장 비율로 그밖 기술로 신장 (elongational) 속성을입니다.

신장 속성

숫자 8 & 9는 가위와 중요한 수시로 무시한 점을 설명하는 신장 데이터를 둘 다 보여줍니다: 2개의 중합체에는 거의 동일한 전단 흐름 행동이 있을 수 있고, 그러나 상당히 다른 신장 속성을 전시할 수 있습니다. , 많은 중합체 프로세스 (섬유 이전에 주의되는 것과 같이 의 한번 불기 조형 회전시키기)는 필수적으로 신장 점성의 신장 프로세스 그리고 그래서 결심 측정 가위 점성 보다는 더 중요합니다입니다.

AZoM - 금속, 세라믹스, 중합체 및 합성물: 중합체의 유동학 테스트 - 점성을 대 가위 비율 깎으십시오. 2 고무의 데이터는 구별할 수 없습니다.

숫자 8. 가위 점성 대 가위 비율. 2 고무의 데이터는 구별할 수 없습니다.

AZoM - 금속, 세라믹스, 중합체 및 합성물: 중합체의 유동학 테스트 - 신장 점성 대 숫자 8.에서 보이는 동일 물자를 위한 연장 비율. 신장에 있는 명확한 다름이 있습니다.

숫자 9. 신장 점성 대 숫자 8.에서 보이는 동일 물자를 위한 연장 비율. 신장에 있는 명확한 다름이 있습니다.

모세관 전류계 및 프로세스 동작

모세관 전류계는 자주 사용합니다, 보다는 오히려 결정합니다 rheological 매개변수를 프로세스 동작을 검토하기 위하여: 2개의 보기는 교류 불안정성의 지구와 벽 미끄러짐 중요한 긴장의 측정의 결심일 수 있었습니다.

용해 골절

용해가 큰 단면에서 더 작은 것에 흐를 때 교류 불안정성 또는 용해 골절은 일반적으로 인장 응력의 결과입니다. 인장 응력이 충분히 큰 경우에 되면, 용해 골절. 용해 골절의 효력은 길이가의 증가되는 정지하는 때, 그리고 거푸집 온도가 증가시키는 만큼 보다 적게 두드러지게 됩니다. 증가에 의하여 길이 거푸집의 입구에 습기를 뺍니다 횡단면적인 변경의 효력이 정지하고 증가 온도는 동일에 점성 및 또한 긴장을 가위 비율 감소시킵니다. 모세관 전류계에서 용해 골절의 지구는 아래에 보이는 바와 같이 용해 압력 신호의 정규 진동으로 제시됩니다. 인접한 성분이 다른 신장 역사를 경험했다 효력을 가진 효과적으로 용해 골절 그리고 그 후에 개혁은 거푸집을 나가기 때 및 그래서 다르게 불을 것입니다.

AZoM - 금속, 세라믹스, 중합체 및 합성물: 중합체의 유동학 테스트 - 용해 골절의 기록은 전류를 고주파로 변환시키는 압력 신호에 의해 보입니다. 물자는 190ºC에 측정된 폴리프로필렌입니다.

용해 골절의 숫자 10. 기록은 전류를 고주파로 변환시키는 압력 신호에 의해 보입니다. 물자는 190°C.에 측정된 폴리프로필렌입니다.

산출된 Rheological 속성과 사례의 차이

모세관 전류계를 가진 rheological 속성을 산출할 때 기본적인 가정은 모세관의 벽에 물자가 정지되다 정지하다 입니다 - 이것은 소위 지팡이 상태입니다. 실제로 중합체 용해는 중요한 긴장에 이 상황 및 플러그 흐름에 첨가된 전단 흐름의 조합으로 물자 교류에서 일탈합니다. 중요한 긴장의 벽 미끄러짐 그리고 결심은 직경 비율에 동일 길이를 가진 모세관 거푸집의 적어도 3 세트를 위한 동일 온도에 교류 곡선의 측정에 의해 모세관 전류계에서 분석될 수 있습니다. 물자를 위해 벽 미끄러짐 동일한 전단 응력을 대 가위 비율 단면도 경험하지 않는 것은 생성될 것입니다.

생기는 벽 미끄러짐의 경우에, 전단 응력은 거푸집 직경이 일정한 가위 비율로 증가하는 만큼 줄일 것입니다. 흐름 자료의 분석은 "미끄럼 속도" 및 결정될 중요한 긴장을 허용합니다. 이 매개변수는 가위와 신장 점성 데이터와 더불어 컴퓨터 유체 역학 소프트웨어 꾸러미에 의해 수시로 형과 밀어남 단면도에 있는 용해의 교류를 예상할 것을 요구됩니다. 모세관 밀어남 전류계가 중합체 용해의 가공 성과를 예상하는 것을 돕도록 이용될 수 있는 방법 2개의 위의 예제 쇼. 그밖 시험 정권은 또한 가능합니다: 다중 교류 곡선 측정에 의하여 중합체 강직 점성의 결심 대 시간; 일정한 밀어남 압력으로 시작할 것이다 교류를 위한 임계 온도의 측정; 교류 중지 후에 응력 이완; 항온 등등에 용해 압축성.

AZoM - 금속, 세라믹스, 중합체 및 합성물: 중합체의 유동학 테스트 - 200ºC에 HDPE를 위한 Rheograms. 일정한 긴장의 선은 벽 미끄러짐의 기록을 제시합니다.

200°C.에 HDPE를 위한 숫자 11. Rheograms. 일정한 긴장의 선은 벽 미끄러짐의 기록을 제시합니다.

AZoM - 금속, 세라믹스, 중합체 및 합성물: 중합체의 유동학 테스트 - 미끄럼 속도 대 200ºC에 HDPE를 위한 가위 비율. 미끄럼 속도는 Mooney의 방법으로 산출됩니다.

숫자 12. 미끄럼 속도는 대 200°C. 미끄럼 속도에 HDPE를 위한 가위 비율 Mooney의 방법으로 산출됩니다.

결론

중합체 용해 유동학은 조사자의 요구에 응하기 위하여 필요로 한 정보를 장악하기 위하여 주의깊은 실험 디자인을 요구하는 복잡한 주제입니다. 회전 전류계는 및 이것이 가공 특성에 영향을 미치는지 어떻게 필수품이 분자 구조에 관하여 정보를 장악할 때 선호한 선택입니다. 특히, 강력한 공구가 쉽게 점성과 탄성을 지니는 속성의 측정을 통해 평균 분자량에 관하여 정보 및 분자량 분포를 추출하는 기능에 의하여 회전 전류계에게 합니다. 모세관 전류계는 회전 계기에서 유효한 그것 저쪽에 실험실에서 달성가능한 가위 비율 범위를 넓히고 교류 속성이 전형적인 가공 조건 하에서 측정되는 것을 허용합니다. 추가적으로, 즉시 실생활 조건 하에서 가위 및 신장 속성을 둘 다 결정하는 기능은 중합체 용해의 성공적인 사용에 생명 인 정보를 중합체 생산자 및 처리기에게 제공합니다. 마지막으로, 모세관 전류계는 중단하는 필요 없이 제어 환경에서 조사될 문제 가공 가능하게 합니다.

 

근원: "열가소성 용해의 Rheological 관점", Malvern 계기에 의하여 응용 주.

 

이 근원에 추가 정보를 위해 Malvern 계기 주식 회사 (UK) 또는 Malvern 계기 (미국)를 방문하십시오.

 

Date Added: Apr 13, 2005

Last Update: 5. January 2012 11:01

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