ASTM D3835-16 Стандартный метод испытаний для определения свойств полимерных материалов с помощью капиллярной реометрии

Стандарт «ASTM D3835-16 Стандартный метод испытаний для определения свойств полимерных материалов с помощью капиллярной реометрии», опубликованный Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM), описывает метод испытаний для измерения реологических свойств полимерных материалов при различных температурах и скоростях сдвига, распространенных в технологическом оборудовании. Этот метод включает измерение вязкости расплава, чувствительности или стабильности вязкости расплава по отношению к температуре и времени пребывания полимера в реометре, коэффициента набухания формы (памяти полимера) и чувствительности к сдвигу во время экструзии при постоянной скорости или напряжении. Описанные методы позволяют характеризовать материалы, демонстрирующие как стабильные, так и нестабильные свойства вязкости расплава.

Данный метод испытаний оказался полезным для контроля качества как армированных, так и неармированных термопластов, циклов отверждения термореактивных материалов и других полимерных материалов с широким диапазоном вязкости расплава.

Для целей настоящего стандарта, в дополнение к терминам и определениям, приведенным в ASTM D883, применяются следующие определения:

Кажущиеся значения, вязкость, скорость сдвига и значения напряжения сдвига рассчитываются, предполагая ньютоновское поведение и предполагая, что все перепады давления происходят внутри капилляра.
Критическая скорость сдвига — это скорость сдвига, соответствующая критическому напряжению сдвига.
Критическое напряжение сдвига — это значение напряжения сдвига, при котором наблюдается разрыв в наклоне графика зависимости логарифмического напряжения сдвига от логарифмической скорости сдвига или в периодической шероховатости полимерной нити при ее выходе из фильеры реометра.
Время запаздывания — это временная задержка между остановкой и запуском поршня, когда из одной нагрузки берутся несколько точек данных.
Плотность расплава — это плотность материала в расплавленном состоянии.
Время плавления — это временной интервал между завершением загрузки полимера и началом движения поршня.
Процент набухания экструдата — это процентное изменение диаметра экструдата относительно диаметра фильеры.
Скорость сдвига — это отношение напряжения сдвига или градиента скорости в расплаве.
Напряжение сдвига — это сила, приходящаяся на единицу площади, обычно выражаемая в паскалях (Па).
Коэффициент набухания — это отношение диаметра экструдированной проволоки к диаметру капилляра (фильеры).
Вязкость — это отношение напряжения сдвига к скорости сдвига при заданной скорости сдвига или напряжении сдвига. Вязкость, определяемую в расплавленных полимерах, иногда называют вязкостью расплава. Вязкость, определяемая в материалах, демонстрирующих неньютоновское поведение потока, называется кажущейся вязкостью, если не сделаны указанные поправки.
Вязкость при нулевом сдвиге — это предельная вязкость, когда скорость сдвига падает до нуля.

Данный метод испытаний чувствителен к молекулярной массе полимера и ее распределению, стабильности полимера (как термической, так и реологической), сдвиговой нестабильности и таким добавкам, как пластификаторы, смазочные материалы, увлажняющие добавки или инертные наполнители, или их комбинации.

Чувствительность этого метода тестирования делает его полезным для корреляции данных с условиями обработки и помогает прогнозировать необходимые изменения в условиях обработки. В отличие от стандарта ASTM D1238, который обычно проводит одноточечное измерение при скорости сдвига ниже условий обработки, этот метод испытаний определяет восприимчивость к сдвигу и свойства текучести при скоростях сдвига обработки и поэтому используется для сравнения материалов различного состава.

Образец для испытаний должен быть в любой форме, например, в виде порошка, шариков, гранул, пленочных полосок или формованных слитков, которые можно вставить в отверстие цилиндра без приложения чрезмерного усилия. В некоторых случаях желательно предварительно сформовать или гранулировать порошок. В случае предварительно сформированных пробок любое тепло, подаваемое на образец, должно быть сведено к минимуму и поддерживаться постоянным для всех сформированных таким образом образцов.

Многие термопластичные материалы не требуют подготовки перед испытанием. Материалы, содержащие летучие компоненты, химически активные или обладающие другими уникальными свойствами, вероятно, потребуют специальных процедур кондиционирования. Во многих случаях влага может ускорить ухудшение состояния или иным образом повлиять на повторяемость измерений расхода. Если требуется кондиционирование, применяются соответствующие спецификации материалов и «Стандартная практика ASTM D618-21 по подготовке пластмасс к испытаниям».

Температура испытания, скорость сдвига и напряжение сдвига должны выбираться на основе свойств материала и с учетом ограничений испытательного оборудования.

Наша организация, которая на протяжении многих лет стремится оказывать поддержку предприятиям всех секторов посредством широкого спектра испытаний, измерений, анализа и оценочных исследований, имеет сильный штат сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В этом контексте предприятиям также предоставляются услуги по проведению испытаний в соответствии со стандартом «ASTM D3835-16 Стандартный метод испытаний для определения свойств полимерных материалов с помощью капиллярного реометра».