| Реология наука изучать подачу и деформацию материалов укорененных в законах упругости и выкостности предложенных Hooke и Ньютоне в конце семнадцатого века. Термопластиковые melts полимера широко использованы в много самомоднейших промышленных процессов для того чтобы изготовить множество предметов. Использованы Полимерам потому что они относительно дешевы сформировать в сложные формы в жидком положении и поэтому, мы нужно понять как они пропускают когда обрабатываемо. Введение к Реологическим Свойствам Полимеров Полимеры осложнял материалы, котор нужно характеризовать реологически потому что много факторов которые влияют на их свойства подачи. Примеры факторов которые влияют на поведение потока могут включить: Обрабатывать температуру; Скорость потока; Срок проживания Etc. Furthermore реологические свойства полимеров между тем из жидкости и твердого тела. Это водит для того чтобы приурочить зависимость свойств подачи и других важных характеристик, некоторых чего обсудите ниже. Выкостность Melt Выкостность Melt известна для того чтобы зависеть критически на температуре. Путем понижать температуру прессформы до тех пор пока будучи произведенной часть не будет иметь матовую отделку, обработчик может выучить минимальную температуру (следовательно максимальную выкостность смолаы) на которой процесс можно работать без поверхностных дефектов ясн. Уменьшение температуры прессформы сохраняет энергию и может уменьшить времена цикла и поэтому вникание зависимости температуры выкостности melt очень полезно. Знаны, что показывают melts Полимера умирают цаца прессовано. Это явление показывает как увеличение диаметра экструдата после выходить плашка. Количество умирает цаца отнесено к количеству упругой деформации материала на входе плашки. Более последующий факт, котор нужно рассматривать что степень умирает цаца (более правильно цаца экструдата) зависел на длине плашки когда материал будет прессован на постоянн объём. Иначе говоря зависимость времени экспоната melts полимера как материал забывает упругую деформацию прикладную на входе плашки, больше время материал тратит внутри плашка меньше цацы умирать. Упругость Melt Полимеров Упругость Melt может также иметь глубокомысленные прикосновенности для много других процессов полимера как: • Дуньте Отливающ где в форму толщина стены надутых компонентных быть в зависимости от степень цацы которая осуществляла во время процесса штранг-прессования до прессформы закрыта. • Вакуумируйте Формировать или Thermoforming где полимер должен поддерживать степень упругости для того чтобы предотвратить материальное проседание прежде чем он вытягиван вакуумом над деформированием в холодном состоянии умирает. Если материал не имеет достаточную упругость, то правоподобно для того чтобы прийти в контакт при охлаженное умирает прежде чем вакуум или давление прикладной. Обрабатывая Свойства Полимеров Обработки полимеров свойств быть в зависимости от также концентрация будучи обрабатыванным смазок, пластификаторов, заполнителей и других компонентов в составном. От этого кратко введения одно может оценить что правильная характеризация поведения потока melt полимера правоподобна для того чтобы требовать изощренного и разностороннего измерительного оборудования. С точки зрения полимера rheologist поведение потока можно удобно отделить в 3 компонента: Ножницы и extensional подачи которые охарактеризованы соответствуя поведением выкостности и Эластичных которое охарактеризовано измерением коэффициентов модуля или цацы. Полно характеризует материал, измерительное оборудование необходимо, что которое имеет возможность извлекать эти параметры над рядом температур и тарифов ножниц/выдвижения. Прибор по проверке Самомоднейшей лаборатории реологический можно разделить в 2 обширных категории вращательных реометров и реометров с выдавливанием через капилляр. Прибор По Проверке Самомоднейшей Лаборатории Реологический - Вращательные Реометры Эти аппаратуры нормально требуют, что малый образец материала испытан в форме диска - типичных размеров диаметром и 1mm 25mm толщиными. Образец помещен между парой параллельных плит или верхней плитой конуса и низких температура которой может быть поддержана прибором внешнего обогрева как надутая печь газа или электрическое топление плит. Самомоднейшие вращательные реометры способны нескольких типов испытания для того чтобы позволить полной характеризации материала над рядом температур и расходов потока. Примеры типов типов испытаний доступных включают: • Кривые Текучести • Испытания на Ползучесть • Испытания Релаксации Натяжения • Испытание Амплитуды Усилия Синусоидальное Осцилляционное Кривые Текучести Кривые текучести для того чтобы измерить выкостность ножниц против тарифа или напряжения сдвига ножниц. На достаточно низких тарифах ножниц будет достигана величина постоянная для выкостности. Эта так называемая zero выкостность ножниц была показана к быть в зависимости от средний молекулярный вес полимера и знаны, что отражает длина плато (как высоко тариф прежде чем уменшения выкостности) ширину молекулярного распределения веса. Пакеты программ имел в распоряжении определить средний молекулярный вес и молекулярное распределение веса от таких данных. 
. Кривая текучести для LDPE на 190˚C показывая низкое плато тарифа ножниц для выкостности. Величина zero выкостности ножниц определена средним молекулярным весом полимера. Испытания на Ползучесть Испытания на ползучесть (применение постоянн усилия на определенный период времени) позволяют альтернативным серединам определять zero выкостность ножниц. Совмещано с испытанием спасения (удалением усилия) эти испытания позволяют количество упругости в образце быть измеренным потому что материал будет с упругостью совьет и попытает взять свою первоначально форму. 
. Полипропилен Кривого Ползучести (Голубой) (Red) & Спасения на 190ºC позволяет zero подлежащему определению и уравновешению выкостности ножниц recoverable соответствие. Испытания Релаксации Натяжения Испытания Релаксации Натяжения прикладывают мгновенную деформацию (напряжение) к образцу и записывают спад времени зависимый усилия с временем. Тариф спада быть в зависимости от усилия вискоэластичность полимера на температуре испытания. Данные часто показаны как модуль релаксации против времени. Внедрение модуля против функции времени часто забываемые но быстрые середины определять zero вес выкостности ножниц и следовательно средних молекулярный. Дифференцирование модуля/функции времени производит непрерывную кривую распределения времени релаксации. Эта довольно сложная функция в принципе содержит информацию касаясь молекулярного распределения веса полимера. 
. LDPE данным по Релаксации натяжения на 190°C. Кривая распределения времени релаксации включает информацию о молекулярном распределении веса полимера. Испытание Малой Амплитуды Синусоидальное Осцилляционное Испытание Малой амплитуды синусоидальное Осцилляционное как функция частоты испытания речной порог и часто используемый метод для того чтобы измерить вязкостные и эластичные свойства полимера одновременно. 2 параметра наиболее часто сообщены - модуль Хранения (Эластичный) и Вязкостный модуль (Потери) (G '') который представляет относительные градусы материала для того чтобы взять (эластичный реакция) или пропустить (вязкостный реакция) соответственно по мере того как тариф деформации (частоты испытания) изменяет. Типичная реакция для melt полимера показать поведение преобладанное эластиком на частотах коротковолнового диапазона и вязкостное преобладанное поведение на низких частотах. Это значит что запирающая частота на которой 2 реакции равны. Это очевидно хорошо определенный пункт и удобно эти частота и модуль «кроссовера» были показаны к быть в зависимости от молекулярный вес и молекулярное распределение веса некоторых линейных полимеров. Потенциальное преимущество использовать этот пункт как инструмент проверки качества что кроссовер эластичных и вязкостных модулей происходит на значительно более высокая частота чем пункт на котором величина постоянная выкостности ножниц происходит. Времена Испытания могут поэтому значительно быть уменьшены сравнивано к делать измерения кривой текучести или выполнять испытания на ползучесть. Следующие примеры включены для того чтобы проиллюстрировать как вязко-эластическая характеризация полимеров разрешала реальные обрабатывая проблемы 
. Амплитуда Частоты для Полипропилена на 190˚C. Пункт Кроссовера определен средним молекулярным весом и молекулярным распределением веса. Изменчивость Датчиков Пробки и Трубы в Процессах Штранг-прессования Осцилляционное испытание на низких частотах (под 0,1 Hz) показало разницы в модуле пластичности между различными сериями материала. Ясно датчик трубы будет быть в зависимости от степень спасения полимера после быть прессованным и так не удивительно, трубы и пробки с более высоким датчиком имеют большой модуль пластичности. Уменьшение Свойств Сбивчивого Волокна Закручивая низкочастотное осцилляционное испытание могло показать разницы в эластичных свойствах различных серий материала. Никакие разницы не наблюдались в выкостности, показывая что материал был последовательного молекулярного веса. Разницы в упругости на низкочастотном отнесены к разницам в молекулярном распределении веса (MWD) с результатом тем более обширные результаты MWD в увеличенном молекулярном цепном спутывании которое мешает процесс притяжки вниз процесса волокна закручивая. Это в свою очередь причиняет сбивчивость в конечном продукте. 
. Данные по Амплитуды Частоты для 2 труб HDPE. Образец с более высоким модулем пластичности произвел более большую трубу датчика. 
. Сложная Выкостность как функция частоты для хороших и плохих образцов Волокна PP. Заметьте что никакая discernable разница не очевидна. 
. Модуль Хранения как функция частоты для хороших и плохих образцов Волокна PP. Плохой образец имел больше упругости причинить сбивчивый диаметр волокна. Прибор По Проверке Самомоднейшей Лаборатории Реологический - Реометры с Выдавливанием через Капилляр Реометры с выдавливанием через капилляр Выдвинутые Реометром с Выдавливанием через Капилляр состоят из бочонка проконтролированного температурой включая одни или больше скважины точности приспособленные с плашками капилляра на выходе. Датчики давления Melt установлены немедленно над плашками для того чтобы записать падение давления по мере того как melt полимера прессован через плашки на запрограммированных расходах потока. При помощи капилляра умрите и «отверстие» или «zero длина» умирают ножницы и extensional выкостности melt полимера могут быть определены одновременно против тарифов ножниц и выдвижения. Дополнительное вспомогательное оборудование имел в распоряжении записать умирает цаца серединами если датчик скеннирования лазера и или прочность melt экструдата путем проходить стренгу полимера через серию контролируемых скоростью роликов щипка и записывать усилие (напряжение melt) как функция перетаскивания с скорости. Общее Правило для Реометров Капилляра Как общее правило, реометры капилляра использованы для того чтобы измерить свойства melt на более высоких тарифах ножниц чем вращательные реометры и позволить определение поведения потока под типичными обрабатывая условиями. В частности важное рассмотрение способность измерить extensional свойства (elongational) на более высоких тарифах выдвижения чем другими методами (как приборы шкива счетчика вращая) и более важно на тарифах выдвижения столкнутых на технологической линии. На Диаграммы 8 & 9 показано и ножницы и extensional данные, на которые проиллюстрировано важный и часто упускаемый пункт: 2 полимера могут иметь почти идентичное поведение потока ножниц, но могут показать значительно различные extensional свойства. Как указывалось ранее, много процессов полимера (закручивать волокна, прессформа дуновения) существенно extensional процессы и поэтому определение extensional выкостности важне чем измеряя выкостности ножниц. 
. Выкостность Ножниц против тарифа ножниц. Данные для 2 резин неразличимый. 
. Extensional выкостность против тарифа выдвижения для таких же материалов показанных в диаграмме 8. Ясные разницы в extensional. 
. Доказательство Трещиноватости Melt показано осциллируя сигналом давления. Материал Полипропилен измеренный на 190˚C. Применения Реометров Капилляра Реометры Капилляра часто использованы для того чтобы рассмотреть обрабатывая поведение, вернее чем определяют реологические параметры: 2 примера смогли быть определением зон неустойчивости течения и измерения выскальзования стены или критического усилия. 
Реограммы для HDPE на 200˚C. Линия постоянн усилия показывает доказательство Выскальзования Стены. 
. Скорость Выскальзования против тарифа ножниц для HDPE на скорости Выскальзования 200˚C. высчитана методом Mooney. Неустойчивость Течения Трещиноватость Неустойчивости течения или melt вообще результат растяжимого усилия когда melt пропускает от большого профиля до более малое одно. Если растяжимое усилие будет большим достаточно, то трещиноватости melt. Влияние трещиноватости melt будет более менее заметным по мере того как длина умирает увеличена и по мере того как температура плашки увеличена. Увеличивать умирает длина амортизирует вне влияние изменения профиля на входе плашки и увеличивая температура уменьшает выкостность и также усилие на эти же тариф ножниц. В реометре капилляра зона трещиноватости melt показана как регулярн колебание сигнала давления melt как показан ниже. Melt трещиноватости и после этого реформы эффектно с влиянием что смежные элементы испытывали различные extensional истории и поэтому опухнут по-разному по выходить плашка. Основное Предположение с Реометром Капилляра Основное предположение высчитывая реологические свойства с реометром капилляра что материал на стене капилляра умирает неподвижн - это так называемое условие ручки. Melts полимера На практике отклоняют от этой ситуации на критическом усилии и материальных подач как подача ножниц сочетание из перекрынная на подачу штепсельной вилки. Выскальзование Стены и определение критического усилия можно проанализировать в реометре капилляра измерением кривых текучести на такой же температуре для хотя бы 3 комплектов плашек капилляра с такой же длиной к коэффициенту диаметра. Для материала будет произведен не испытывать напряжение сдвига выскальзования стены идентичное против профилей тарифа ножниц. В случае выскальзования стены происходя, напряжение сдвига уменьшит по мере того как диаметр плашки увеличивает на постоянн тарифе ножниц. Анализ данных по подачи позволяет «скорости выскальзования» и критическому подлежащему определению усилия. Необходимы, что вычислительными пакетами программ динамики жидкостей и газов вместе с ножницами и extensional данными по выкостности предсказывают Эти параметры часто подачу melts в прессформах и профилях штранг-прессования. Выставка 2 примеров вышеуказанная как реометр с выдавливанием через капилляр может быть использован для того чтобы помочь предсказать обрабатывая проведение melt полимера. Другие режимы испытания также возможны: Определение ухудшения полимера множественными измерениями кривой текучести или выкостности против времени; Измерение критической температуры для подачи, котор нужно начать на постоянн давлении штранг-прессования; Релаксация натяжения после прекращения огня подачи; Сжимаемость Melt на температуре постоянного Etc. Заключение Реология melt Полимера сложный вопрос который требует тщательной конструкции эксперимента для того чтобы получить информацию необходимо для того чтобы соотвествовать исследователя. Вращательные реометры предпочитаемый выбор когда требование получить данные по молекулярная структура и как это влияет на обрабатывая характеристики. В частности, способность легко извлечь информацию о среднем молекулярном весе и молекулярное распределение веса через измерение вязко-эластических свойств делает вращательным реометром мощный инструмент. Реометр капилляра продлевает ряд тарифа ножниц достижимый в лаборатории за тем доступным в вращательной аппаратуре и позволяет свойствам подачи быть измеренным под типичными обрабатывая условиями. В добавлении, способность охотно определить и ножницы и extensional свойства под условиями реальной жизни обеспечивает производителя и обработчика полимера с информацией которая существена к успешной пользе melt полимера. Окончательно, реометр капилляра включает обрабатывать проблемы, котор нужно расследовать в регулируемой окружающей среде без потребности остановить продукцию на поле фабрики. |