ISO 11443 Пластмаси - Определяне на течливостта на пластмаси с помощта на капилярни и шлицови реометри

Стандартът „ISO 11443 Пластмаси - Определяне на течливостта на пластмаси с помощта на капилярни и шлицови реометри“, публикуван от Международната организация по стандартизация (ISO), описва методи за определяне на течливостта на пластмасови стопилки, подложени на напрежения на срязване при скорости и температури, близки до тези, срещащи се при обработката на пластмаси. Изпитването на пластмасови стопилки в съответствие с тези методи е от голямо значение, тъй като течливостта на пластмасовите стопилки обикновено зависи не само от температурата, но и от други параметри, особено скоростта на срязване и напрежението на срязване.

Методите, описани в този стандарт, са полезни за определяне на вискозитета на стопилката между 10 Pa*s и 107 Pa*s, в зависимост от обхвата на измерване на преобразувателя за налягане и сила и механичните и физичните свойства на реометъра. Скоростите на срязване, срещащи се в екструзионните реометри, варират от 1 s ⁻¹ до ^10⁶ s ⁻¹ . Ефектите на удължаване на входа на матрицата причиняват подуване на екструдета на изхода на матрицата. Включени са и методи за оценка на подуването на екструдета.

Описаните реологични техники не се ограничават до характеризирането на термопластични стопилки, прилепнали към стената. Например, могат да бъдат включени термопластични и термореактивни пластмаси, които проявяват срязващи ефекти. Методите, използвани за определяне на скоростта на срязване и вискозитета на срязване, обаче са невалидни за материали, които не прилепват към стената. Този стандарт обаче може да се използва за характеризиране на реологичното поведение на такива течности за дадена геометрия.

За целите на този стандарт се прилагат следните термини и определения:

• Нютоновият флуид се отнася до флуид, чийто вискозитет е независим от скоростта на срязване и времето.
• Ненютоновият флуид се отнася до флуид, чийто вискозитет варира в зависимост от скоростта на срязване и времето. Това определение се отнася за течности, чийто вискозитет се променя само със скоростта на срязване.
• Видимото напрежение на срязване е въображаемото напрежение на срязване, изпитвано от стопилката в контакт със стената на формата, изразено в паскали (Pa). Изчислява се като произведение на изпитвателното налягане и съотношението на площта на напречното сечение на формата към площта на стената на формата.
• Видимата скорост на срязване е въображаемата скорост на срязване, която стопилката на стената би изпитала при наблюдавания обемен дебит, ако поведението ѝ беше Нютоново.
• Истинското напрежение на срязване е действителното напрежение на срязване, изпитвано от стопилката в контакт със стената на формата, изразено в паскали (Pa). То се изчислява от изпитвателното налягане чрез прилагане на корекции за загубите на входно и изходно налягане или се определя директно от градиента на налягането на стопилката в канала.
• Истинската скорост на срязване е скоростта на срязване, получена от видимата скорост на срязване.

При тестване, пластмасовата стопилка се прокарва през капилярна или прорезна матрица с известни размери. Могат да се използват два основни метода:

• Метод 1: За определено постоянно изпитвателно налягане се измерва обемният дебит.
• Метод 2: За определен постоянен обемен дебит се измерва изпитвателното налягане.

Тези методи могат да се използват с капилярни форми (метод А) и шлицови форми (метод Б). Пълно описание на опциите за методите за изпитване е показано в таблицата, предоставена в стандарта.

Измерванията могат да се извършват с помощта на диапазон от стойности на предварително зададения параметър (приложено изпитвателно налягане в метод 1 или обемен дебит в метод 2). Ако се използва шлицова матрица с датчици за налягане, разположени по дължината ѝ и над входа на матрицата, могат да се определят стойностите на пада на налягането на входа и изхода. Ако се използват капилярни матрици с еднакъв радиус, но с различна дължина, може да се определи сумата от падовете на входното и изходното налягане. Слотова матрица с датчици за налягане, разположени по дължината ѝ, е особено подходяща за автоматични измервания, използващи онлайн компютърна оценка. Препоръчителните стойности за размерите на капилярната матрица, дебитите и температурите, които ще се използват при изпитванията, са представени в този стандарт и в стандарта ISO 11403-2. При използване на прорезна матрица, съотношението на страните между дебелината и ширината на прореза е малко или е необходима корекция за това съотношение (Приложение А). Във втория случай изчислените количества зависят от допусканията, направени при извеждането на използваните корекционни формули, по-специално, че еластичните ефекти са незначителни.

Апаратът, използван в тези тестове, се състои от нагряем цилиндър, чийто отвор е затворен в долния си край чрез сменяема капилярна или шлицова матрица. Изпитвателното налягане се прилага към стопилката в този варел с помощта на бутало, винт или газово налягане.

Реометърният цилиндър, използван в тестовете, трябва да бъде изработен от материал, устойчив на износване и корозия до максималната температура на отоплителната система. Цевта може да има страничен отвор за разполагане на датчик за налягане на стопилката близо до входа на матрицата. Допустимите отклонения в средния диаметър на отвора по дължината на цевта трябва да бъдат по-малки от плюс/минус 0,007 мм. За предпочитане е цевта да бъде произведена с помощта на техники и материали, които осигуряват твърдост по Викерс най-малко 800 HV 30 и грапавост на повърхността по-малка от 0,25 µm (средно аритметично отклонение съгласно стандарт ISO 4287).

Азотираната стомана е подходяща за температури до 400 градуса. Материали с по-ниски стойности на твърдост от посочените, но с адекватна устойчивост на корозия и износване, са установени като приемливи за изграждането на бъчви и матрици.

Увеличаването на диаметъра на цевта увеличава броя на измерванията, които могат да се направят с едно пълнене на цевта, и увеличава диапазона на скоростта на рязане на инструмента. Недостатъците на използването на по-голям диаметър на цилиндъра са, че са необходими по-големи маси на пробата и времето, необходимо за постигане на температурно равновесие в цялата проба, е по-голямо. Търговски предлаганите реометри имат диаметър на цевта от 6,35 мм до 30 мм.

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 „ISO 11443 Пластмаси - Определяне на течливостта на пластмаси с помощта на капилярни и шлицови реометри“.