Reologia

Za pomocą metody A/B możliwy jest pomiar gęstości pozornej stopionego polimeru na plastometrze kapilarnym Dynisco. W metodzie A/B natężenie przepływu stopu uzyskane z metody A jest równe równaniu przepływu zgodnie z metodą B i jest rozwiązywane do pozornej gęstości topnienia. Wartością w przeprowadzaniu tego badania jest uzyskanie ważnej pozornej gęstości stopu, która może być później wykorzystana w metodzie pojedynczej B (bez ręcznego cięcia wytłaczanego lub ważenia w metodzie B) w celu uzyskania wyników równoważnych metodzie A (operator musi wykonać cięcia ręczne i zważyć próbkę przy użyciu metody A).

Krzywa przepływu topnienia polimerów lub krzywa lepkości (zależność naprężenia ścinającego od szybkości odkształcenia ścinania w skali log-log) ma dwa odrębne zachowania, które są opisane przez prawo Newtona i prawo potęgowe. Przy bardzo niskich prędkościach ścinania dominuje zachowanie Newtona, gdzie lepkość jest niezależna od szybkości odkształcenia ścinania i zbliża się do tego, co zostało nazwane lepkością zerowej prędkości. Następnie lepkość zaczyna spadać przy pewnej krytycznej prędkości ścinania (y0). Przy wyższych prędkościach ścinania dominuje zachowanie zgodnie z prawem mocy, gdzie lepkość zmniejsza się wraz ze wzrostem szybkości odkształcenia ścinania z ujemnym nachyleniem (n-1). Parametr n został nazwany Indeksem Zachowania Newtona.

Formowanie wtryskowe metali (MIM) to zaawansowany proces obróbki metali do produkcji części o złożonych kształtach i wysokich tolerancjach z mieszaniny spoiwa polimerowego i cząstek metalu / proszków w określonych proporcjach objętości (surowiec). Elastyczność i masowa produkcja procesu formowania wtryskowego sprawiają, że jest on doskonałym zamiennikiem tradycyjnego procesu metalurgicznego, dlatego MIM jest coraz częściej realizowany w przemyśle do produkcji wielkoseryjnej elementów metalowych.

Zachowanie materiałów termoplastycznych pod wpływem naprężeń ścinających można scharakteryzować poprzez wykonanie metody badawczej ze stosunkiem przepływu (FRR) w plastometrze do wytłaczania (LMI). Ta metoda badawcza, określana jako „Procedura D” w ASTM D1238, jest badaniem wielomasowym i jest przeznaczona do uzyskania dwóch lub trzech przepływów przy dwóch lub trzech różnych obciążeniach/ścinaniu (zwykle w stosunku 10: 1) na partię materiału (w tej samej temperaturze badania). Wyniki tego badania można przedstawić jako parametr FRR, który jest liczbą bezwymiarową i można go obliczyć, dzieląc masowe natężenie przepływu stopu (MFR) lub objętościowe natężenie przepływu stopu (MVR) przy wyższym obciążeniu testowym przy użyciu MFR lub MVR na niższe obciążenie testowe, jak pokazano poniżej:

Politereftalan etylenu (PET) jest hydroskopowym polimerem z rodziny poliestrów, który pochłania i wiąże wilgoć z ich strukturą molekularną, gdy znajduje się w otaczającym powietrzu. Ma to ogromny wpływ na zachowanie przepływu i parametry reologiczne stopionego polimeru. Zwykle wilgoć działa jak plastyfikator i zwiększa płynność stopionego polimeru. W rezultacie na parametry indeksu przepływu (MFR) materiałów PET silnie wpływa ich poziom wilgotności, które są uwarunkowane suszeniem i rzadko są dostarczane przez ich dostawców. Lepkość wewnętrzna (IV) jest powszechnie stosowana wśród producentów PET jako specyfikacja dla różnych rodzajów PET. IV pomiary przeprowadza się zwykle poprzez rozpuszczenie niewielkiej ilości polimeru w odpowiednim rozpuszczalniku (np. fenolu) w temperaturze pokojowej. W rezultacie na parametr IV z wiskozymetru rozcieńczonego roztworu nie ma wpływu zawartość wilgoci w żywicy, co eliminuje potrzebę suszenia próbek przed testami. Jednak ta metoda obejmuje szkodliwe rozpuszczalniki, bez których takie pomiary są niemożliwe. Są drogie w nabyciu i zbyciu. 

Test stabilności termicznej może określić odporność stopionego polimeru na zmianę struktury molekularnej w temperaturach testowych. Wyniki tego badania zależą od temperatury, czasu przebywania w tej temperaturze, składu materiału, obecności wilgoci i/lub zanieczyszczenia. Wiadomo, że właściwości reologiczne polimeru, a mianowicie lepkość ścinająca, są bardzo wrażliwe na zmiany masy cząsteczkowej polimeru, a zatem monitorowanie tych parametrów w czasie może dostarczyć informacji o stabilności termicznej polimeru.

Indeks przepływu służy do określenia natężenia płynięcia (MFR) materiału termoplastycznego. Zgodnie z ASTM D1238 test "Metoda A" polega na zebraniu elementów ustalających z komory w określonym przedziale czasu oraz w określonych warunkach temperatury i obciążenia. Natężenie przepływu stopu jest następnie obliczane na podstawie masy wytłaczanego, jak równanie poniżej

Wiele polimerów stosowanych w przemyśle tworzyw sztucznych jest hydroskopowych, takich jak poliester, nylon itp. Dla tego typu materiałów o lepkości wewnętrznej (IV) jest powszechnie stosowany jako specyfikacja dla różnych rodzajów polimerów. W rezultacie konieczne jest, aby producenci polimerów hydroskopowych byli konsekwentnie zainteresowani tym, czy wewnętrzna lepkość ich materiałów jest w normie. 

Wzrost za formą (kapilarą) jest używany jako jakościowa miara elastyczności stopionego polimeru do celów kontroli jakości w przemyśle tworzyw sztucznych. Nadmuchiwanie może być również wykorzystane do analizy gładkości wytłaczanego w procesie wytłaczania.