Стандартен метод за изпитване на ASTM D3835-16 за определяне на свойствата на полимерни материали чрез капилярна реометрия

Стандартът „ASTM D3835-16 Стандартен метод за изпитване за определяне на свойствата на полимерни материали чрез капилярна реометрия“, публикуван от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва метод за изпитване за измерване на реологичните свойства на полимерни материали при различни температури и скорости на срязване, често срещани в технологичното оборудване. Този метод включва измерване на вискозитета на стопилката, чувствителността или стабилността на вискозитета на стопилката по отношение на температурата и времето на престой на полимера в реометъра, коефициента на набъбване на матрицата (памет на полимера) и чувствителността на срязване по време на екструдиране при постоянна скорост или напрежение. Описаните методи позволяват характеризирането на материали, показващи както стабилни, така и нестабилни свойства на вискозитет на стопилката.

Този метод на изпитване се е оказал полезен за контрол на качеството както на подсилени, така и на неподсилени термопласти, цикли на втвърдяване на термореактивни материали и други полимерни материали с широк диапазон от вискозитети на стопилката.

За целите на този стандарт, в допълнение към термините и определенията, дадени в ASTM D883, се прилагат следните определения:

Стойностите на видимите стойности, вискозитетът, скоростта на срязване и напрежението на срязване се изчисляват, приемайки Нютоново поведение и приемайки, че всички падове на налягането се случват в капиляра.
Критичната скорост на срязване е скоростта на срязване, съответстваща на критичното напрежение на срязване.
Критичното напрежение на срязване е стойността на напрежението на срязване, при която има прекъсване в наклона на графиката на логаритмичното напрежение на срязване спрямо логаритмичната скорост на срязване или в периодичната грапавост на полимерната прежда, когато тя излиза от реометричния матрица.
Времето на закъснение е времезакъснението между спирането и стартирането на буталото, когато от едно натоварване се вземат множество точки от данни.
Плътността на стопилката е плътността на материала в разтопено състояние.
Времето на топене е интервалът от време между завършването на зареждането на полимера и началото на движението на буталото.
Процентното набъбване на екструдата е процентната промяна в диаметъра на екструдата спрямо диаметъра на матрицата.
Скоростта на срязване е съотношението на напрежението на срязване или градиента на скоростта в стопилката.
Напрежението на срязване е сила на площ, обикновено изразена в паскали (Pa).
Коефициентът на набъбване е съотношението на диаметъра на екструдираната тел към диаметъра на капиляра (формата).
Вискозитетът е съотношението на напрежението на срязване към скоростта на срязване при дадена скорост на срязване или напрежение на срязване. Вискозитетът, определен в разтопени полимери, понякога се нарича вискозитет на стопилка. Вискозитетът, определен в материали, проявяващи ненютоново поведение на течене, се нарича привиден вискозитет, освен ако не са направени посочените корекции.
Нулевият вискозитет на срязване е граничният вискозитет, когато скоростта на срязване падне до нула.

Този метод за изпитване е чувствителен към молекулното тегло на полимера и разпределението на молекулното тегло, стабилността на полимера (както термична, така и реологична), нестабилността на срязване и добавки като пластификатори, смазочни материали, добавки за влага или инертни пълнители, или комбинация от тях.

Чувствителността на този метод за тестване го прави полезен за съпоставяне на данните с условията на обработка и помага за прогнозиране на необходимите промени в условията на обработка. За разлика от стандарта ASTM D1238, който обикновено прави едноточково измерване при скорост на срязване под условията на обработка, този метод на изпитване определя чувствителността към срязване и свойствата на течливост при скорости на срязване при обработка и следователно се използва за сравняване на материали с различен състав.

Тестваната проба трябва да бъде във всякаква форма, като например прах, мъниста, пелети, филмови ленти или формовани блокове, която ще се побере в отвора на цилиндъра без прекомерна сила. В някои случаи е желателно предварително да се оформи или пелетизира прах. В случай на предварително оформени тапи, всяка топлина, приложена към пробата, трябва да бъде сведена до минимум и да се поддържа постоянна за всички така оформени проби.

Много термопластични материали не изискват кондициониране преди изпитване. Материалите, които съдържат летливи компоненти, са химически реактивни или имат други уникални свойства, вероятно ще изискват специални процедури за кондициониране. В много случаи влагата може да ускори влошаването или по друг начин да повлияе на повторяемостта на измерванията на дебита. Ако се изисква кондициониране, се прилагат съответната спецификация за материала и „ASTM D618-21 Стандартна практика за подготовка на пластмаси за изпитване“.

Температурата на изпитване, скоростта на срязване и напрежението на срязване трябва да се избират въз основа на свойствата на материала и в рамките на ограниченията на изпитвателното оборудване.

Нашата организация, която от години се стреми да подкрепя бизнеса от всеки сектор с широк спектър от тестове, измервания, анализи и оценки, разполага със силен екип, който следи отблизо развитието в света в областта на науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенства. В този контекст, на предприятията се предоставят и услуги за тестване в съответствие със стандарта „ASTM D3835-16 Стандартен метод за изпитване за определяне на свойствата на полимерни материали чрез капилярен реометър“.