วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM D3835-16 สำหรับการกำหนดสมบัติของวัสดุพอลิเมอร์โดยใช้รีโอมิเตอร์แบบแคปิลลารี

วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM D3835-16 สำหรับการกำหนดสมบัติของวัสดุพอลิเมอร์โดยใช้รีโอมิเตอร์แบบแคปิลลารี

มาตรฐาน “ASTM D3835-16 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการกำหนดคุณสมบัติของวัสดุโพลีเมอร์โดยวิธีการรีโอมิเตอร์แบบเส้นเลือดฝอย” ที่เผยแพร่โดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งสหรัฐอเมริกา (ASTM) อธิบายวิธีการทดสอบสำหรับวัดคุณสมบัติการไหลของวัสดุโพลีเมอร์ที่อุณหภูมิและอัตราการเฉือนต่างๆ ที่พบได้ทั่วไปในอุปกรณ์การแปรรูป วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการวัดความหนืดของของเหลวที่หลอมละลาย ความไวหรือความเสถียรของความหนืดของของเหลวที่หลอมละลายโดยคำนึงถึงอุณหภูมิและระยะเวลาที่โพลีเมอร์อยู่ในรีโอมิเตอร์ อัตราส่วนการบวมของแม่พิมพ์ (หน่วยความจำโพลีเมอร์) และความไวต่อการเฉือนระหว่างการอัดขึ้นรูปที่ความเร็วหรือแรงดึงคงที่ วิธีการที่อธิบายไว้ช่วยให้สามารถระบุลักษณะของวัสดุที่แสดงคุณสมบัติความหนืดของการหลอมละลายทั้งแบบเสถียรและไม่เสถียร

วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM D3835-16 สำหรับการกำหนดสมบัติของวัสดุพอลิเมอร์โดยใช้รีโอมิเตอร์แบบแคปิลลารี

พบว่าวิธีทดสอบนี้มีประโยชน์ในการทดสอบการควบคุมคุณภาพเทอร์โมพลาสติกทั้งแบบเสริมแรงและแบบไม่เสริมแรง วงจรการบ่มของวัสดุเทอร์โมเซ็ตตัว และวัสดุโพลีเมอร์อื่นๆ ที่มีความหนืดของการหลอมละลายในช่วงกว้าง

สำหรับวัตถุประสงค์ของมาตรฐานนี้ นอกเหนือจากข้อกำหนดและคำจำกัดความที่ระบุไว้ใน ASTM D883 แล้ว คำจำกัดความต่อไปนี้ยังใช้บังคับด้วย:

  • ค่าที่ปรากฏ ความหนืด อัตราการเฉือน และค่าความเค้นเฉือน จะถูกคำนวณโดยสมมติว่ามีพฤติกรรมแบบนิวโทเนียน และถือว่าความดันลดลงทั้งหมดเกิดขึ้นภายในเส้นเลือดฝอย
  • อัตราเฉือนวิกฤตคืออัตราเฉือนที่สอดคล้องกับแรงเฉือนวิกฤต
  • ค่าความเค้นเฉือนวิกฤตคือค่าความเค้นเฉือนที่เกิดความไม่ต่อเนื่องในความชันของกราฟความเค้นเฉือนลอการิทึมเทียบกับกราฟอัตราเฉือนลอการิทึม หรือในความหยาบเป็นระยะของเส้นด้ายโพลีเมอร์ขณะออกจากแม่พิมพ์รีโอมิเตอร์
  • เวลาหน่วงคือเวลาที่ล่าช้าระหว่างการหยุดและการเริ่มลูกสูบเมื่อมีการนำจุดข้อมูลหลายจุดมาจากโหลดเดียว
  • ความหนาแน่นของการหลอมเหลวคือความหนาแน่นของวัสดุในรูปแบบหลอมเหลว
  • เวลาหลอมละลายคือช่วงเวลาที่ระหว่างการเสร็จสิ้นของประจุโพลิเมอร์และการเริ่มเคลื่อนที่ของลูกสูบ
  • เปอร์เซ็นต์การบวมของการอัดขึ้นรูปคือเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงของเส้นผ่านศูนย์กลางของการอัดขึ้นรูปเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลางของแม่พิมพ์
  • อัตราเฉือนคืออัตราส่วนของความเค้นเฉือนหรือการไล่ระดับความเร็วในของเหลวที่หลอมละลาย
  • แรงเฉือนคือแรงต่อพื้นที่ โดยทั่วไปแสดงเป็นปาสกาล (Pa)
  • อัตราส่วนการบวมคืออัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดที่อัดออกมาต่อเส้นผ่านศูนย์กลางแคปิลลารี (แม่พิมพ์)
  • ความหนืดคืออัตราส่วนของแรงเฉือนต่ออัตราเฉือนที่อัตราเฉือนหรือแรงเฉือนที่กำหนด ความหนืดที่กำหนดในโพลิเมอร์หลอมเหลวบางครั้งเรียกว่าความหนืดของการหลอมเหลว ความหนืดที่กำหนดไว้ในวัสดุที่แสดงพฤติกรรมการไหลแบบไม่นิวโทเนียนเรียกว่าความหนืดปรากฏ เว้นแต่จะมีการแก้ไขตามที่ระบุ
  • ความหนืดเฉือนเป็นศูนย์เป็นความหนืดจำกัดเมื่ออัตราเฉือนลดลงเหลือศูนย์

วิธีทดสอบนี้มีความอ่อนไหวต่อน้ำหนักโมเลกุลของโพลิเมอร์และการกระจายน้ำหนักโมเลกุล ความเสถียรของโพลิเมอร์ (ทั้งทางความร้อนและการไหล) ความไม่เสถียรของการเฉือน และสารเติมแต่ง เช่น พลาสติไซเซอร์ น้ำมันหล่อลื่น สารเสริมความชื้นหรือสารตัวเติมเฉื่อย หรือการรวมกันของสิ่งเหล่านี้

ความละเอียดอ่อนของวิธีการทดสอบนี้ทำให้มีประโยชน์ในการเชื่อมโยงข้อมูลกับเงื่อนไขการประมวลผล และช่วยคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงที่จำเป็นในเงื่อนไขการประมวลผล วิธีทดสอบนี้แตกต่างจากมาตรฐาน ASTM D1238 ซึ่งโดยทั่วไปจะทำการวัดจุดเดียวที่อัตราเฉือนต่ำกว่าเงื่อนไขการประมวลผล แต่จะกำหนดความอ่อนไหวต่อการเฉือนและคุณสมบัติการไหลที่อัตราเฉือนในการประมวลผล และจึงใช้ในการเปรียบเทียบวัสดุที่มีองค์ประกอบต่างกัน

ตัวอย่างทดสอบควรอยู่ในรูปแบบใดก็ได้ เช่น ผง ลูกปัด เม็ด แถบฟิล์ม หรือแท่งหล่อ ที่สามารถใส่เข้าไปในรูเจาะของกระบอกสูบได้โดยไม่ต้องใช้แรงมากเกินไป ในบางกรณี อาจจำเป็นต้องสร้างผงขึ้นมาล่วงหน้าหรือทำเป็นเม็ด ในกรณีของปลั๊กที่ขึ้นรูปล่วงหน้า ควรลดความร้อนที่ใช้กับตัวอย่างให้เหลือน้อยที่สุด และรักษาให้คงที่สำหรับตัวอย่างที่สร้างขึ้นทั้งหมด

วัสดุเทอร์โมพลาสติกหลายชนิดไม่จำเป็นต้องปรับสภาพก่อนการทดสอบ วัสดุที่มีส่วนประกอบระเหยได้ มีปฏิกิริยาทางเคมี หรือมีคุณสมบัติพิเศษอื่นๆ อาจต้องมีขั้นตอนการปรับสภาพเป็นพิเศษ ในหลายกรณี ความชื้นสามารถเร่งการเสื่อมสภาพหรือส่งผลกระทบในทางอื่นต่อความสามารถในการวัดอัตราการไหลซ้ำๆ หากจำเป็นต้องมีการปรับสภาพ ต้องใช้ข้อกำหนดวัสดุที่เกี่ยวข้องและ “แนวทางปฏิบัติมาตรฐาน ASTM D618-21 สำหรับการเตรียมพลาสติกเพื่อการทดสอบ”

ควรเลือกอุณหภูมิการทดสอบ อัตราการเฉือน และความเค้นเฉือนตามคุณสมบัติของวัสดุและภายในข้อจำกัดของอุปกรณ์ทดสอบ

องค์กรของเราซึ่งพยายามสนับสนุนธุรกิจจากทุกภาคส่วนด้วยการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์และการประเมินที่หลากหลายซึ่งได้ดำเนินการมาเป็นเวลาหลายปี มีบุคลากรที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามการพัฒนาของโลกในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างใกล้ชิด และปรับปรุงตัวเองอย่างต่อเนื่อง ในบริบทนี้ บริการทดสอบยังมีให้กับธุรกิจต่างๆ ตามมาตรฐาน “วิธีการทดสอบมาตรฐาน ASTM D3835-16 สำหรับการกำหนดคุณสมบัติของวัสดุโพลีเมอร์โดยใช้รีโอมิเตอร์แบบแคปิลลารี”

WhatsApp