Полимерный тест

Увеличение за формой (капилляром) используется как качественная мера эластичности расплава полимера в целях контроля качества в пластмассовой промышленности. Надувание также может использоваться для анализа гладкости экструдата в процессе экструзии.

Увеличение представляет собой расширение экструдата после выхода из капилляра. Это происходит вследствие молекулярной ориентации, создаваемой течением в капилляре (с наибольшим увеличением, происходящим вблизи стенки) и отдачей после выхода из формы (стягивание в направлении течения и расширение в направлении, перпендикулярном течению). Иными словами, данное явление вызвано памятью плетения полимерных материалов. Когда экструдат покидает капилляр, он пытается вернуться к своей изначальной форме молекулярного плетения.

Капиллярный реометр Dynisco LCR способен измерять диаметр экструдатов при помощи детекции элементов ПЗС и лазерного луча. Данный дополнительный элемент имеет следующие спецификации: источник лазерного излучения с длиной волны 800 нм, разрешение 2,75 мкм, диапазоном измерения 0,13-23 мм, время отклика 1,4 мс и точность +/- 0,003 мм.

При использовании капиллярного реометра можно измерить возрастание за головкой двумя способами. Нормальное возрастание может измеряться во время движения поршня при измерении вязкости (Steady State test type), в то время как спонтанное возрастание может измеряться после остановки поршня между измерением вязкости (Position and Delay sec test type). Нормальное возрастание за головкой может использоваться для прогнозирования задач экструзии, в то время как свободное (самопроизвольное) возрастание может использоваться для прогнозирования возрастания размеров составной части. Возрастание может использоваться для анализа гладкости экструдата (качества поверхности) под воздействием деформации экструдата (например, кожа акулы, структуры поверхности и т.д.). 

Зная диаметр капилляра, процентное отношение возрастания после капилляра можно рассчитать при помощи приведенного ниже уравнения:

На рис. 1 показано процентное соотношение увеличения по отношению к скорости сдвиговой деформации для трех различных образцов полиэтилена высокой плотности.

Рисунок 1. Процентное отношение возрастания пропорционально скорости сдвиговой деформации для трех образцов PE.

Как ожидалось, отношение возрастания уменьшается с уменьшением скорости сдвиговой деформации, поскольку при меньших скоростях сдвига вязкоупругие полимерные материалы забывают свою упругую память, в результате чего возрастание уменьшается.

Возрастание за форсункой может быть проблематичным при использовании большего диаметра капилляра, более длинного инжекторной/экструзионной машины, при снижении скорости сдвиговой деформации или повышении температуры.