ISO 11443 Plastikler - Kılcal ve Yarık Kalıp Reometreleri Kullanılarak Plastiklerin Akışkanlığının Belirlenmesi

ISO 11443 Plastikler - Kılcal ve Yarık Kalıp Reometreleri Kullanılarak Plastiklerin Akışkanlığının Belirlenmesi

Uluslararası Standartlar Teşkilatı (ISO) tarafından yayınlanan “ISO 11443 Plastikler - Kılcal ve yarık kalıp reometreleri kullanılarak plastiklerin akışkanlığının belirlenmesi” standardında, plastik işlemede ortaya çıkan hız ve sıcaklıklara yakın hız ve sıcaklıklarda kayma gerilimlerine maruz kalan plastik eriyiklerin akışkanlığını belirlemeye yönelik yöntemleri açıklanmaktadır. Plastik eriyiklerin bu yöntemlere uygun olarak test edilmesi büyük önem taşır çünkü plastik eriyiklerin akışkanlığı genellikle sadece sıcaklığa değil, aynı zamanda diğer parametrelere de bağlıdır, özellikle kayma hızı ve kayma gerilimi.

ISO 11443 Plastikler - Kılcal ve Yarık Kalıp Reometreleri Kullanılarak Plastiklerin Akışkanlığının Belirlenmesi

Bu standartta açıklanan yöntemler, basınç ve kuvvet dönüştürücünün ölçüm aralığına ve reometrenin mekanik ve fiziksel özelliklerine bağlı olarak 10 Pa*s ila 107 Pa*s arasındaki eriyik viskozitelerini belirlemek için yararlıdır. Ekstrüzyon reometrelerinde oluşan kayma hızları 1 s−1 ila 106 s−1 arasındadır. Kalıp girişindeki uzama etkileri, kalıp çıkışında ekstrüdat şişmesine neden olur. Ekstrüdat şişmesini değerlendirme yöntemleri de dahil edilmiştir.

Açıklanan reolojik teknikler sadece duvara yapışan termoplastik eriyiklerin karakterizasyonuyla sınırlı değildir. Örneğin, kayma etkileri gösteren termoplastikler ve termoset plastikler dahil edilebilir. Ancak kayma hızı ve kayma viskozitesini belirlemek için kullanılan yöntemler duvara yapışmayan malzemeler için geçersizdir. Yine de bu standart belirli bir geometri için bu tür sıvıların reolojik davranışını karakterize etmek için kullanılabilir.

Bu standardın amaçları doğrultusunda şu terimler ve tanımlar geçerlidir:

  • Newtonian sıvı, viskozitesi kayma hızı ve zamandan bağımsız olan sıvıyı ifade eder.
  • Newtonian olmayan sıvı, viskozitesi kayma hızı ve zamanla değişen sıvıyı ifade eder. Bu tanım viskozitesi sadece kayma hızıyla değişen sıvıları ifade eder.
  • Görünür kayma gerilimi, kalıp duvarıyla temas halindeki eriyiğin maruz kaldığı hayali kayma gerilimi, pascal (Pa) cinsinden ifade edilir. Test basıncı ile kalıp kesit alanının kalıp duvarı alanına oranının çarpımı olarak hesaplanır.
  • Görünen kayma hızı, duvardaki eriyiğin davranışı Newtonian olsaydı gözlenen hacim akış hızında deneyimleyeceği hayali kayma hızıdır.
  • Gerçek kayma gerilimi, kalıp duvarıyla temas halindeki eriyiğin maruz kaldığı gerçek kayma gerilimi, pascal (Pa) olarak ifade edilir. Giriş ve çıkış basınç kayıpları için düzeltmeler uygulanarak test basıncından tahmin edilir veya doğrudan kanaldaki eriyik basınç gradyanından belirlenir.
  • Gerçek kayma hızı, görünür kayma hızından elde edilen kayma hızıdır.

Test uygulanırken, plastik eriyiği, bilinen boyutlardaki bir kılcal veya yarık kalıptan geçirilir. İki temel yöntem kullanılabilir:

  • Yöntem 1: Belirtilen sabit bir test basıncı için, hacim akış hızı ölçülür.
  • Yöntem 2: Belirtilen sabit bir hacim akış hızı için, test basıncı ölçülür.

Bu yöntemler kılcal kalıplar (yöntem A) ve yarık kalıplar (yöntem B) ile kullanılabilir. Test yöntemi seçeneklerinin tam tanımı standart içinde verilen tabloda gösterilmiştir.

Ölçümler, önceden ayarlanmış parametrenin bir dizi değeri kullanılarak yapılabilir (yöntem 1’de uygulanan test basıncı veya yöntem 2’de hacim akış hızı). Uzunluğu boyunca ve kalıp girişinin yukarısında konumlandırılmış basınç dönüştürücülere sahip bir yarık kalıp kullanılırsa, giriş ve çıkış basınç düşüş değerleri belirlenebilir. Aynı yarıçapa sahip ancak farklı uzunluklarda kılcal kalıplar kullanılırsa, giriş ve çıkış basınç düşüşlerinin toplamı belirlenebilir. Uzunluğu boyunca konumlandırılmış basınç dönüştürücülere sahip bir yarık kalıp, çevrimiçi bilgisayar değerlendirmesi kullanılarak yapılan otomatik ölçümler için özellikle uygundur. Kılcal kalıp boyutları ve testte kullanılacak akış hızları ve sıcaklıklar için önerilen değerler, bu standartta ve ISO 11403-2 standardında sunulmuştur. Bir yarık kalıp kullanılırken, yarığın kalınlığı ile genişliği arasındaki en boy oranı küçüktür veya bu oran için bir düzeltme gereklidir (Ek A). İkinci durumda, hesaplanan nicelikler, kullanılan düzeltme formüllerinin türetilmesinde yapılan varsayımlara, özellikle elastik etkilerin önemsiz olduğuna bağlıdır.

Bu testlerde kullanılan cihaz, deliği alt ucundan değiştirilebilir bir kılcal veya yarık kalıpla kapatılmış ısıtılabilir bir namludan oluşur. Test basıncı, bu namluda bulunan eriyiğe bir piston, vida veya gaz basıncı kullanılarak uygulanır.

Testlerde kullanılan reometre namlusu, ısıtma sisteminin maksimum sıcaklığına kadar aşınmaya ve korozyona dayanıklı bir malzemeden oluşmalıdır. Namlu, kalıp girişine yakın bir yerde eriyik basınç dönüştürücüsünün yerleştirilmesi için yanal bir deliğe sahip olabilir. Namlunun uzunluğu boyunca ortalama delik çapındaki izin verilen sapmalar artı/eksi 0,007 mm’den az olmalıdır. Namlu, tercihen en az 800 HV 30 Vickers sertliği ve 0,25 µm’den (ISO 4287 standardına göre ortalama aritmetik sapma) daha düşük bir yüzey pürüzlülüğü üreten teknikler ve malzemeler kullanılarak üretilmelidir.

400 dereceye kadar olan sıcaklıklar için nitrürlenmiş çelik uygun bulunmuştur. Belirtilenden daha düşük sertlik değerlerine sahip ancak yeterli korozyon ve aşınma direncine sahip malzemelerin namlu ve kalıpların yapımı için kabul edilebilir olduğu bulunmuştur.

Namlu çapının artması, tek bir namlu dolumu ile yapılabilecek ölçüm sayısını artırır ve aletin kesme hızı aralığını artırır. Daha büyük bir namlu çapı kullanmanın dezavantajları, daha büyük numune kütlelerinin gerekmesi ve numune boyunca sıcaklık dengesine ulaşmak için gereken sürenin daha fazla olmasıdır. Ticari olarak temin edilebilen reometrelerin namlu çapı 6,35 mm ile 30 mm arasındadır.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ISO 11443 Plastikler - Kılcal ve yarık kalıp reometreleri kullanılarak plastiklerin akışkanlığının belirlenmesi” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.

WhatsApp