Vývoj nového postupu pro stanovení tahové viskozity na základě kapilární reometrie

Abstract

Při zpracování polymerů jsou tyto materiály často vystaveny velmi intenzivnímu elongačnímu toku, což může při dosažení kritických podmínek vyvolat nejrůznější typy tokových nestabilit, jež následně destabilizují celý zpracovatelský proces. Přesné stanovení elongační viskozity polymerů je pak naprosto nezbytné pro navržení optimálního designu zpracovatelských zařízení jako např. vytlačovací hlavy, vyfukovací hlavy, vstřikovací formy Experimentální stanovení této velmi důležité reologické veličiny je však velmi obtížné a nepřesné, zvláště v oblasti vysokých deformačních rychlostí a teplot. Prakticky jedinou experimentální metodou pro stanovení elongační viskozity za těchto podmínek je měření vstupní tlakové ztráty při toku tavenin z širokého válce do úzké kapiláry s následnou aplikací metody dle Bindinga, Cogswella nebo Gibsona. Vzhledem k tomu, že design použité kapiláry, způsob kalibrace tlakových čidel a volba příslušné metodiky má zásadní význam na stanovení elongační viskozity, bylo cílem této práce porozumět těmto vlivům a následně navrhnout a ověřit vylepšený způsob stanovení této veličiny. Mezi nejdůležitější přínosy této práce patří navržení a experimentální ověření nového designu kapiláry s nulovou délkou (jež prokazatelně umožňuje přesnější stanovení vstupní tlakové ztráty ve srovnání s běžně používanými kapilárami) a závěr, že nejvhodnější metodikou pro stanovení elongační viskozity u rozvětvených polymerů je Cogswellův model, zatímco pro lineární polymery je to model Bindingův a Gibsonův.