Реологические испытания

Реологические испытания

- Вязкость расплава DIN 54811

Испытуемые образцы предварительно подвергают сушке при 50°С в течение 24 часов, охлаждают до комнатной температуры и взвешивают, перед тем как погрузить в воду заданной температуры на заданный период времени. Может быть измерено водопоглощение:

1) При 23 °С Образцы помещают в сосуд с дистиллированной водой при температуре 23°С. Через 24 часа образцы осушают и взвешивают

2) При 100 °С Образцы погружают в кипящую воду на 30 мин, охлаждают в течение 15 мин в воде при температуре 23 °С и снова взвешивают

3) До насыщения образцы погружают в воду при температуре 23 °С до их полного насыщения водой. Водопоглощение можно выразить как: - массу поглощенной воды - массу поглощенной воды на единицу площади поверхности - процент поглощенной воды по отношению к массе испытуемого образца.

- Усадка при формовании ISO 2577 (ASTM D955)

Усадка при формовании представляет собой разность между размерами формы и формованной детали, полученной в этой форме. Она регистрируется в % или в миллиметрах на миллиметр.

Значения усадки при формовании регистрируются как параллельно течению материала ("в направлении течения"), так и перпендикулярно течению ("в направлении, поперечном течению"). Для стекловолоконных материалов эти значения могут значительно отличаться. Усадка при формовании может также изменяться и от других параметров-, например, конструкции детали, конструкции формы, температуры формы, удельного давления впрыска и времени цикла формования.

Значения усадки при формовании (при измерении на простых деталях типа образца для испытания на разрыв или диска) являются только типовыми данными для выбора материала. Их нельзя применять к конструкциям деталей или инструмента.

- Скорость течения расплава

Индекс расплава ISO 1133 (DIN 53735, ASTM D 1238

При испытаниях на скорость течения расплава (MFR) или индекс расплава (MFI) измеряют течение расплавленного полимера через выдавливающий пластометр при заданных условиях температуры и нагрузки. Выдавливающий пластометр состоит из вертикального цилиндра с небольшой головкой диаметром 2 мм в нижней части и съемного поршня в верхней части. Заряд материала помещают в цилиндр и предварительно нагревают в течение нескольких минут. Поршень устанавливают на верхнюю поверхность расплавленного полимера, и его вес продавливает .полимер через головку на сборную плиту. Период времени испытаний изменяется от 15 с до 6 мин в зависимости от вязкости пластиков. Используемые значения температуры 220, 250 и 300 °С. Массы прилагаемых нагрузок составляют 1,2, 5 и 10кг.

Количество полимера, собранного после заданного периода испытаний, взвешивают и пересчитывают в количество граммов, которое могло бы быть выдавлено через 10 мин. Скорость течения расплава выражают в граммах на эталонное время.

Пример: MFR (220/10) = хх г/10мин означает скорость течения расплава при испытательной температуре 220 °С и массе номинальной нагрузки 10 кг.

Скорость течения расплава полимеров зависит от скорости сдвига. Скорости сдвига при этих испытаниях значительно меньше скоростей, используемых в нормальных условиях изготовления. Поэтому данные, полученные этим методом, могут не всегда соответствовать их свойствам при фактическом использовании.

- Объемный расход расплава (объемный индекс расплава)

ISO 1133 (DIN 53735, ASTM D 1238)

В стандарте DIN 53735 описаны три метода измерения течения:
- "Verfahren А"
- "Verfahren В", включающий два метода: "MeBprinzip 1" и "MeBprinzip2".

Метод Verfahren А заключается в измерении массы при выдавливании пластика через заданную головку.

Метод Verfahren В заключается в измерении перемещения поршня и плотности материала при подобных условиях.

По методу Verfahren B/Me?prinzip 1 измеряют расстояние, на которое перемещается поршень. По методу Verfahren B/Me?prinzip2 измеряют время, в течение которого перемещается поршень.

Подводя итоги по этим методам, можно сказать, что индекс течения по методу Verfahren А стандарта DIN 53735 равен скорости течения MFR по стандарту ISO 1133.

В верхней части описания этих различных методов в стандарте DIN 53735 описан объемный индекс течения (MVI). (В стандарте ISO 1133 индекс MVI не упоминается.) Индекс MVI определяют как объем пластика, который выдавливается через головку в течение заданного времени. Индекс MFI определяют как массу пластика, выдавливаемого через головку в течение заданного времени. Индекс MVI выражается в см3/10 мин, а индекс MFI -в г/10 мин. Используемые значения температуры равны 220, 250, 260, 265, 280, 300, 320 и 360°С. Масса используемых грузов - 1,2; 2,16; 3,8; 5, 10 и 21кг.

Пример: MVI (250/5) означает объемный индекс течения в см3/ 10 мин для испытательной температуры 250 °С и номинальной массы груза 5кг.

- Вязкость расплава DIN 54811

Свойства расплава определяют в капиллярном вискозиметре. Измеряют либо давление при заданном объемном расходе потока и данной температуре, либо объемный расход потока при данном давлении. Вязкость расплава (MV) представляет собой коэффициент фактического напряжения сдвига t и фактической скорости сдвига ?. Она выражается в Па·с.

- Практическое применение характеристик

MV, MFR/MFI, MVI в производстве

Метод MV с измерением в капиллярном вискозиметре имеет большое сходство с нормальным процессом экструзии. Как таковой, метод MV является хорошей основой для сравнения течения материалов, отливаемых под давлением: он представляет вязкость при прохождении расплава через насадку. Методы MFR/MFI и MVI, при которых скорость сдвига слишком мала, не пригодны к использованию в процессе литья под давлением. Они являются хорошими справочными сведениями для контроля качества изготовителем и переработчиком, получаемыми легко, быстро и недорого, но не годятся для выбора материала с точки зрения его ожидаемого течения при формовании.