Plastiks_8_2013

w w w . p l a s t i c s . r u 64 П Л А С Т И К С № 8 ( 1 2 6 ) 2 0 1 3 ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ Возвращаясь к разговору о вязкости расплава полиме- ра — базовой характеристи- ке материала, рассмотрим влияние на нее температу- ры. Как известно, используя универсальное уравнение Вильямса-Лэндела-Ферри (уравнение ВЛФ), можно точно описать характер по- ведения вязкости при тем- пературах выше температу- ры стеклования полимера, а уравнение Аррениуса зави- симости вязкости от темпе- ратурыпомогает понять про- цессы, происходящие ниже температуры стеклования. Используя алгоритм вычис- лений, основанный на дан- ных теориях, специальный модуль «Зависимости вязкости от темпе- ратуры» програм- много обеспечения VisualRHEO дает описание процес- сов, происходящих в рабочем диапазо- не температур при переработке по- лимеров. Сравни- вая полученные данные, можно подобрать ин- дивидуальные температурные режимыдля от- дельных ком- позиций. Ранее мы рассказывали о возможностях капиллярного реометра Instron CEAST SmartRheo в изучении реологического поведения расплавов полимеров («Пластикс», №4, 2013). В данной статье мы продолжаем знакомить читателя с отдельными модулями инструмента, позволяющими повысить эффективность в решении задач, стоящих перед лабораторией Если обратить внимание на пристенное скольжение, то здесь мы видим, что поток расплава полимера имеет го- раздо меньшую скорость от- носительно потока в целом и испытывает гораздо боль- шие напряжения сдвига, чем в центре капилляра. Часто это приводит к налипанию полимера на стенки экстру- дера и, как следствие, к сни- жениюпроизводительности. Введение добавок с целью уменьшения трения на стен- ках ухудшает механические свойства полимера и имеет лимитированное значение концентрации в матрице по- лимера. Данный эффект можно оценить с по- мощью метода Муни, используя разные капилляры с одним и тем же соотно- шением длины к диаметру (D/L): на большем диаметре капилляра, при по- стоянных скорости сдвига и темпера- туре, напряже- ние сдвига будет меньше. Модуль ПО VisualRHEO Wall Slip произво- дит расчет опти- мальной скоро- сти сдвига для композиции по методу Муни. Метод по- зволяет подобрать верное соотношение количества добавок и предсказать по- ведение расплава при литье или экструзии. До сих пор мы говорили о внешнем влиянии темпера- туры на поведение расплава полимера. Рассмотрим, что же происходит с температу- рой внутри самого расплава. Согласно стандартной ме- тодике ASTM D 5930 и ISO 22007-1, с помощью капил- лярного реометра SmartRheo мы можем измерить тепло- проводность расплава по- лимера и определить за- висимость температурного распределения в расплаве в зависимости от внешних условий температуры или давления. По эксперимен- тальным данным, получен- ным на реометре SR20 для материалов ПЭНД, ПС и ПК, была выявлена зависи- мость теплопроводностипри изменении давления и тем- пературы. При изменении давления от 60 до 200 мПа и постоянной температуре 300°С увеличение теплопро- водности составило 30 про- центов для ПЭНД, 20 про- центов — для полистирола и 15 процентов — для по- ликарбоната, в то время как изменение температуры при постоянном давлении не вызвало серьезного изме- нения теплопроводности. Теплопроводность полиме- ра — важный параметр для моделирования процесса литья под давлением и экс- трузии, который позволяет прогнозировать поведение расплава при остывании, увеличить производитель- ность и качество готовой продукции. Еще одно устройство капиллярного реометра Instron CEAST SmartRheo — модуль для вытягивания экструдата. Он сочетается с модулем для измерения разбухания полимера при выходе из капилляра. Эф- фект разбухания экструдата часто встречается при экс- трузии полимера, особенно при выдувном формовании пленок, и связан с релакса- цией структурных единиц расплава полимера. Мето- дика измерения разбухания полимера соответствует стандарту ISO 11443. Изме- рение диаметра экструдата на выходе из капилляра производится высокоточ- ной лазерной системой, при этом существует воз- можность проведения экс- перимента при различной температуре, давлении и скорости сдвига. SmartRheo: модули в действии