Reologie

Narůstání za formou (kapilárou) se používá jako kvalitativní měřítko elasticity polymerní taveniny pro účely kontroly kvality v plastikářském průmyslu. Nafouknutí lze také použít pro analýzu hladkosti extrudátu v procesu vytlačování.

Narůstání představuje expanze extrudátu po opuštění kapiláry. Stává se to v důsledku molekulární orientace, která je generována tokem v kapiláře (s největším narůstáním, ke kterému dochází v blízkosti stěny) a zpětným rázem po opuštění formy (smrštění ve směru toku a rozpínání ve směru kolmém na tok). Jinými slovy, tento jev je vyvolán pamětí zapletenin polymerních materiálu. Když extrudát opouští kapiláru, pokouší se vrátit do svého počátečního tvaru molekulární zapletenin.

Kapilární reometr Dynisco LCR je schopen měřit průměr extrudátů pomocí detekce prvků CCD a laserového paprsku. Tento doplňkový prvek má následující specifikaci: světelný zdroj laseru o vlnové délce 800 nm, rozlišení 2,75 um, měřicí rozsah 0,13-23 mm, doba odezvy 1,4 ms a přesnost +/- 0,003 mm.

Při použití kapilárního reometru lze měřit narůstání za hlavou dvěma způsoby. Běžné narůstání lze měřit, v průběhu kdy se píst pohybuje během měření viskozity (Steady State test type), zatímco samovolné narůstání lze měřit po zastavení pístu mezi měřením viskozity (Position and Delay sec test type). Běžné narůstání za hlavou lze použít k predikci ve vytlačovacích aplikacích, zatímco uvolněné (samovolné) narůstání lze použít k předpovědi nárůstu rozměrů součásti. Narůstání může být použito k analýze hladkosti extrudátu (povrchové kvalitě), vlivem deformace extrudátu (např. shark skin, struktůra povrchu atd.) 

Znát průměr kapiláry, procentuální poměr narůstání za kapilárou lze vypočítat pomocí níže uvedené rovnice:

Obrázek 1 ukazuje procentuální poměr narůstání vůči rychlosti smykové deformace pro tři různé vzorky vysokohustotního polyethylenu.

Obrázek 1. Procentuální poměr narůstání v poměru k rychlosti smykových deformací pro tři vzorky PE.

Jak se očekávalo, poměr narůstání klesá se snižující se rychlostí smykové deformace, protože u nižší smykové rychlosti visko-elastické polymerní materiály zapomínají na svoji elastickou paměť a v důsledku toho se narůstání snižuje.

Narůstání za tryskou může být problematické při použitím většího průměru kapiláry, delšího vstřikovacího/vytlačovacího stroje, snižováním rychlosti smykové deformace nebo zvyšováním teploty.