ISO 11443 Plastik - Penentuan Kemampuan Aliran Plastik Menggunakan Rheometer Kapiler dan Slot Die

Standar “ISO 11443 Plastik - Penentuan fluiditas plastik menggunakan rheometer kapiler dan slit die” yang diterbitkan oleh Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO) menjelaskan metode untuk menentukan fluiditas lelehan plastik yang mengalami tegangan geser pada kecepatan dan suhu yang mendekati yang terjadi dalam pemrosesan plastik. Pengujian lelehan plastik sesuai dengan metode ini sangat penting karena fluiditas lelehan plastik umumnya bergantung tidak hanya pada suhu tetapi juga pada parameter lain, terutama laju geser dan tegangan geser.

Metode yang dijelaskan dalam standar ini berguna untuk menentukan viskositas lelehan antara 10 Pa*s dan 107 Pa*s, tergantung pada rentang pengukuran transduser tekanan dan gaya serta sifat mekanik dan fisik rheometer. Laju geser yang terjadi pada rheometer ekstrusi berkisar dari 1 s⁻¹ ^hingga 10⁶ ^s⁻¹ . ^Efek pemanjangan di saluran masuk cetakan menyebabkan pembengkakan ekstrudat di saluran keluar cetakan. Metode untuk mengevaluasi pembengkakan ekstrudat juga disertakan.

Teknik reologi yang dijelaskan tidak terbatas pada karakterisasi lelehan termoplastik yang menempel pada dinding. Misalnya, termoplastik dan plastik termoset yang menunjukkan efek geser dapat disertakan. Namun, metode yang digunakan untuk menentukan laju geser dan viskositas geser tidak berlaku untuk material yang tidak melekat pada dinding. Namun, standar ini dapat digunakan untuk mengkarakterisasi perilaku reologi cairan tersebut untuk geometri tertentu.

Untuk tujuan standar ini, istilah dan definisi berikut berlaku:

• Fluida Newtonian adalah fluida yang viskositasnya tidak bergantung pada laju geser dan waktu.
• Fluida non-Newtonian merujuk pada fluida yang viskositasnya berubah terhadap laju geser dan waktu. Definisi ini berlaku untuk cairan yang viskositasnya hanya berubah seiring dengan laju geser.
• Tegangan geser semu adalah tegangan geser imajiner yang dialami oleh lelehan yang bersentuhan dengan dinding cetakan, dinyatakan dalam pascal (Pa). Angka tersebut dihitung sebagai hasil perkalian tekanan uji dengan rasio luas penampang cetakan terhadap luas dinding cetakan.
• Laju geser nyata adalah laju geser imajiner yang akan dialami lelehan di dinding pada laju aliran volume yang diamati jika perilakunya bersifat Newtonian.
• Tegangan geser sebenarnya adalah tegangan geser sesungguhnya yang dialami oleh lelehan yang bersentuhan dengan dinding cetakan, dinyatakan dalam pascal (Pa). Diperkirakan dari tekanan uji dengan menerapkan koreksi untuk kehilangan tekanan masuk dan keluar atau ditentukan secara langsung dari gradien tekanan leleh di saluran.
• Laju geser sebenarnya adalah laju geser yang diperoleh dari laju geser semu.

Saat pengujian, lelehan plastik dipaksa melewati kapiler atau celah cetakan dengan dimensi yang diketahui. Dua metode dasar dapat digunakan:

• Metode 1: Untuk tekanan uji konstan yang ditentukan, laju aliran volume diukur.
• Metode 2: Untuk laju aliran volume konstan yang ditentukan, tekanan uji diukur.

Metode ini dapat digunakan dengan cetakan kapiler (metode A) dan cetakan celah (metode B). Deskripsi lengkap mengenai pilihan metode pengujian ditunjukkan dalam tabel yang disediakan dalam standar.

Pengukuran dapat dilakukan menggunakan berbagai nilai parameter yang telah ditetapkan (tekanan uji yang diterapkan dalam metode 1 atau laju aliran volume dalam metode 2). Jika slot die digunakan dengan transduser tekanan yang diposisikan sepanjang die dan di atas saluran masuk die, nilai penurunan tekanan saluran masuk dan keluar dapat ditentukan. Jika pipa kapiler yang dipakai berjari-jari sama tetapi panjangnya berbeda, maka jumlah penurunan tekanan masuk dan keluar dapat ditentukan. Die slot dengan transduser tekanan yang diposisikan sepanjang die tersebut sangat cocok untuk pengukuran otomatis menggunakan evaluasi komputer daring. Nilai yang direkomendasikan untuk dimensi cetakan kapiler dan laju aliran serta suhu yang akan digunakan dalam pengujian disajikan dalam standar ini dan standar ISO 11403-2. Bila menggunakan cetakan celah, rasio aspek antara ketebalan dan lebar celah kecil atau diperlukan koreksi untuk rasio ini (Lampiran A). Dalam kasus kedua, kuantitas yang dihitung bergantung pada asumsi yang dibuat dalam memperoleh rumus koreksi yang digunakan, khususnya bahwa efek elastis dapat diabaikan.

Peralatan yang digunakan dalam pengujian ini terdiri dari laras yang dapat dipanaskan yang lubangnya ditutup pada ujung bawahnya oleh kapiler yang dapat diganti atau cetakan slot. Tekanan uji diterapkan pada lelehan dalam tong ini menggunakan piston, sekrup atau tekanan gas.

Laras rheometer yang digunakan dalam pengujian harus terbuat dari bahan yang tahan terhadap keausan dan korosi hingga suhu maksimum sistem pemanas. Laras mungkin memiliki lubang lateral untuk menempatkan transduser tekanan leleh di dekat pintu masuk cetakan. Penyimpangan yang diizinkan dalam diameter lubang rata-rata sepanjang laras harus kurang dari plus/minus 0,007 mm. Laras sebaiknya dibuat menggunakan teknik dan bahan yang menghasilkan kekerasan Vickers minimal 800 HV 30 dan kekasaran permukaan kurang dari 0,25 µm (deviasi aritmatika rata-rata menurut standar ISO 4287).

Baja nitridasi ditemukan cocok untuk suhu hingga 400 derajat. Bahan-bahan dengan nilai kekerasan yang lebih rendah daripada yang ditetapkan tetapi memiliki ketahanan terhadap korosi dan keausan yang memadai telah ditemukan dapat diterima untuk konstruksi barel dan cetakan.

Meningkatkan diameter laras akan meningkatkan jumlah pengukuran yang dapat dilakukan dengan pengisian laras tunggal dan meningkatkan rentang kecepatan pemotongan alat. Kerugian menggunakan diameter laras yang lebih besar adalah diperlukan massa sampel yang lebih besar dan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai keseimbangan suhu di seluruh sampel lebih lama. Reometer yang tersedia secara komersial memiliki diameter laras berkisar antara 6,35 mm hingga 30 mm.

Organisasi kami, yang telah berusaha mendukung bisnis dari setiap sektor dengan berbagai pengujian, pengukuran, analisis, dan studi evaluasi yang telah dilakukan selama bertahun-tahun, memiliki staf yang kuat yang mengikuti dengan cermat perkembangan di dunia di bidang sains dan teknologi dan terus-menerus meningkatkan dirinya. Dalam konteks ini, layanan pengujian juga diberikan kepada bisnis sesuai dengan standar “ISO 11443 Plastik - Penentuan fluiditas plastik menggunakan rheometer kapiler dan cetakan celah”.