Kapilární reometr je jednou z nejběžnějších technik porozumění polymerním taveninám a jejim reologických vlastnostem v běžných procesních podmínkách. U této zkoušky je polymerní taveniny tlačena přes vyměnitelnou kapiláru pomocí pístu. Píst se pohybuje různými rychlostmi proti polymeru a kapiláře. Při každé specifické rychlosti pístu vypočítává reometr rychlost smykové doformace s ohledem na rozměry kapiláry. Velký vliv na měření a správné testování polymeru je přímo úměrné výběru vhodné kapiláry.
Odlišnosti v kapilárách pro Reometr LCR
Azadeh Farahanchi, Rheological Scientist, Ph.D
21. Května 2018
Kapilární reometr je jednou z nejběžnějších technik porozumění polymerním taveninám a jejim reologických vlastnostem v běžných procesních podmínkách. U této zkoušky je polymerní taveniny tlačena přes vyměnitelnou kapiláru pomocí pístu. Píst se pohybuje různými rychlostmi proti polymeru a kapiláře. Při každé specifické rychlosti pístu vypočítává reometr rychlost smykové doformace s ohledem na rozměry kapiláry. Velký vliv na měření a správné testování polymeru je přímo úměrné výběru vhodné kapiláry.
Dynico nabízí různé typy kapilár s odlišným vnitřním průměrem, délkou a vstupním úhlem. Každá z těchto kapilár nese kódové označení, které odkazuje na vstupní úhel, vnitřní průměr v palcích násobeno hodnotou 103, a délkou pro poměr L/D. Toto označení je umístěno na horním límci každé kapiláry jako je zobrazeno na obrázku níže.
Obrázek 1. Kódové označení běžné kapiláry Dynisco.
Vstupní úhel do kapiláry
Vstupní úhel do kapiláry má velký vliv na chování taveniny před vstupem a následným průtokem skrz kapiláru. Kapiláry s nižším vstupním úhlem 120° a méně°, redukují vstupní "mrtvé" víry, které způsobují nestabilní průtek a jiné komplikace na vstupu do kapiláry. Vstupní úhel také usnadňuje smykový tok a redukuje elastickou deformaci polymeru. Dynisco poskytuje kapiláry se vstupními úhly 60°(W), 90°(Y), 120°(X) a 180°(Z).
Na obrázku 2. můžete vidět 3 různé kapiláry s odlišným vstupním úhlem.
Obrázek 2. Kapiláry Dynisco s odlišnými vstupními úhly.
Délka kapiláry
Kapiláry s větší délkou produkují méně procentní chybovost, která je způsobená tlakovou ztrátou na vstupu do kapiláry. Jinými slovy část plně vyvinutého toku uvnitř kapiláry se ve srovnání se vstupní oblastí zvyšuje společně s rostoucí délkou kapiláry. Příčinou je to, že taveniny viskoelastického polymeru vykazují časovou závislost. Protože polymerní tavenina, která zůstává déle uvnitř kapiláry (vlivem dlouhé kapiláry), vytváří elastickou deformaci před vstupem do kapiláry. Dlouhá kapilára s délkou L >15 mm se využívá pro měření smykové viskozity. A kratší kapiláry délky L< 15mm se využívají pro měření elastických vlastností jako je např. poměr narůstání, rychlost skluzu na stěně atp. Na obrzázku níže jsou zobrazeny příklady originál Dynisco kapilár s různými délkami.
Obrázek 3. Kapiláry s různými délkami.
Průměr kapiláry
Průměr kapiláry má vliv na rozsah smykových rychlostí u reometru. Dynisco poskytuje kapiláry s vnitřním průměrem od 0,3mm do 3,00mm, což umožňuje kapilárnímu reometru produkovat rychlosti smykové deformace vrozsahu 0,02 [1/s] až do 277000 [1/s]. Běžně se používájí kapiláry s vnitřním průměrem 0,75 mm - 1,5mm na rychlosti smykových viskozit srovnatelné s aplikacemi vytlačovacími i vstřikovacími. Kapiláry s větším vnitřním průměrem produkují nižší smykové rychlosti a snižují tím tlakovou ztrátu na vstupu do kapiláry, prokluzování, narůstání za tryskou, elastické deformace a jiné. Na obrázku níže můžete vidět rozdílnou velikost vnitřního průměru kapiláry.
Obrázek 4. Kapiláry Dynisco s odlišným vnitřním průměrem.