Online reheometry se stále více používají v průmyslu zpracování a recyklace plastů, aby poskytovaly nepřetržitý tok dat o reologických vlastnostech a informace v reálném čase pomocí procesu vytlačování. To je výhodné pro řízení kvality produktů v procesu, snižování odpadu a zvyšování efektivity procesu. Online reheometr Dynisco® ViscoIndicator (VI) je navržen tak, aby duplikoval zkušební podmínky standardního testeru průtoku taveniny a monitoroval tavbu.
Azadeh Farahanchi, Rheological Scientist, Ph.D
10.02.2018
Online reheometry se čím dál více používají nejen v rafineriích ke kontrole prvotní kvality granulátu, ale stále častěji jsou nasazovány i do výroby recyklingu. Díky tomu poskytují nepřetržitý tok reologických dat o vlastnostech a informacích v reálném čase a pomahají zlepšovat kvalitu při extruzi. Jedná se o výhodné řešení kontroly kvality produktů v procesu, dochází ke snižování zmetkovosti, zvýšení efektivity a díky cloudovým řešením máte přehled o historii předešlých šarží. Online reheometr ViscoIndicator je navržen tak, aby dokázal snadným způsobem porovnávat reologická data výroby s daty z laboratoře s možností volby potřebného parametru jako je, hmotnostní index toku taveniny (MFR), objemový index toku taveniny (MVR), Vnitřní viskozitu IV nebo tavnou hustotu v reálném čase výroby.
On-line reheometr obsahuje zubové čerpadlo, které izoluje proud taveniny a zabezpečuje přísun roztaveného polymeru z procesu a dávkuje ho skrz volitelnou a zaměnitelnou kapiláru. Dynisco nabízí nejrůznější kapiláry, které jsou specifické svou délkou a průměrem (např. Průměr 2 až 7,5 mm a L/D 3,818). I když jsou kapiláry pro ViscoIndikátor navrženy tak, aby měly stejný poměr L/D jako standardní kapiláry u plastometrů, jejich rozměry se mohou narozdíl od plastometrů lišit jako je tomu třerba u průměru kapiláry u plastometru 2,095 mm vs 2,000 mm. Z tohoto důvodu obsahuje ViscoIndikátor také korelační faktory, které tyto odlišnosti zohledňují.
Dalším důležitým parametrem je množství hnacího tlaku uvnitř reometru. Naše VI (viscoindicator) udržuje přednastavený tlak (který koresponduje s tlakem vyvozeným závažím u plastometru při konkrétní zkoušce MFR) tento tlak je docílen otáčky zubového čerpadla. Normálně lze předpokládat, že pokles tlaku v rozvodném kanálu u reometru je zanedbatelný ve srovnání s poklesem tlaku v kapiláře. U krátkých kapilár s velkým průměrem však může být tato chyba významná a je třeba s ní kalkulovat.
Pro newtonovskou izotermickou tekutinu lze tlak taveniny protékající kapilárou vypočítat podle níže uvedené rovnice:
Kde Q je objemový průtok, n je viskozita polymerní taveniny, L je délka kapiláry a R je poloměr kapiláry.
U nestlačitelné tekutiny lze prezentovat tlakový pokles v kapiláře, podle níže uvedené rovnice:
Dalším důležitým parametrem je teplota. Teplota v extruderu při zpracovatlských procesech nemusí být vždy shodná s teplotou, která je použita při laboratorních testech MFR pro konkrétní materiál. Proto byla ve VI aplikovaná korelace teploty pro sloučení všech rozdílných parametrů.
Jak můžete vidět na obrázcích níže, jedná se o aplikaci vysokohustotního polyethylenu který je vytlačován na laboratorním extruderu, kde je napojen i měřící on-line reometr, pomocí prodlužovací trubice (adapteru) s montážním připojením 1/2 UNF, který je compatibilní s ostatními porty pro tlakové snímače. Reometr byl provozován v tlakovém režimu, aby si udržel přednastavený tlak 59 psi. Tlakový snímač, místo kterého byl připojen ViscoIndicator byl instalován o pár centimetrů dále do těla reometru, aby bylo zachováno snímaní tlaku před vytlačovací hlavou.
Dynisco online laboratoř
Během testu bylo z extrudéru po 2,5 hodinách a 4 hodinách odebráno asi 10 gramů extrudovaných materiálů a jejich MFR hodnota byla měřena v laboratoři pomocí kapilárního plastometru LMI 5000 (označeno černými body). Na grafu níže můžete vidět chování tlaku po dobu výroby (označeno modře) a hodnota MFR [g/10 min] (presentována červenou barvou).
Výsledky on-line reometru (viscoindicator) v porovnání s laboratorním testováním na kapilárním plastometru.
Na základě tohoto testování jsme schopni potvrdit, že bylo dosaženo velmi dobré shody mezi offline měřením v laboratoři a online měřením ve výrobě a s potěšením Vám představujeme ViscoIndicator - systém, který Vám otvírá okno do vašeho výrobního procesu v plastikářském nebo recyklingovém průmyslu.