Rheometrische Messdüsenköpfe: praxisnahe Plastifizierung unter Produktionsbedingungen

Verwendungszweck

Analyse rheologischer Eigenschaften von Polymerschmelzen zur genauen Beschreibung der Fließprozesse


Rheometrische Messdüsenköpfe

  • praxisnahe Plastifizierung unter Produktionsbedingungen
  • kontinuierlicher Betrieb
  • Vielseitigkeit: Produktion und Messung
  • Oberflächenfehler, Oberflächenglanz
  • Farbausmusterung, Farbkontrolle
  • Schwell- oder Kontraktionsverhalten
  • Kantenfehler
  • Porosität
  • Ausstoß pro Zeiteinheit u.a

 

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Praxisnahe Plastifizierung unter Produktionsbedingungen

Alle Schlitzkapillardüsen sind hochglanzpoliert und haben eine Beschichtung gegen Korrosion und Abrieb.

Eine genaue Beschreibung des Fließprozesses bei polymerverarbeitenden Maschinen setzt ein exaktes Wissen der rheologischen Eigenschaften bei Polymerschmelzen voraus, besonders deren Viskositätsverhalten in einem weiten, praxisnahen Bereich der Schergeschwindigkeiten.

Das Brabender® Kapillarrheometer-System, bestehend aus einem Laborextruder mit geeignetem Antrieb, einem rheometrischen Kapillardüsenkopf und einer Hochdruck-Schmelzepumpe deckt einen praxisnahen Bereich an Schergeschwindigkeiten ab und erlaubt verläßliche Aussagen über das Materialverhalten während der verschiedenen Schritte der Verarbeitung. Die Vorteile gegenüber konventionellen Hochdruck-Kapillarrheometern liegen auf der Hand.

Das Programm der Messdüsenköpfe wird durch folgende Sonderdüsen komplettiert:

2- und 3-Stufen Schlitzkapillar-Düsenköpfe
Zur Bestimmung der Scher- und Dehnviskosität um das Fließverhalten der Schmelze festzustellen

Garvey Düsenkopf (ASTM D 2230)
spezielle Messdüse zur Elastomer-Untersuchung

Schwellwert Düsenkopf

Die Düsenköpfe werden mit einem Ringmutterverschluss am Zylinder des Messextruders oder Extrusiograph angebaut und sind so leicht und schnell austauschbar. Sie sind aus hoch korrosionsbeständigem Stahl hergestellt.

Standardmäßig werden die Düsenköpfe elektrisch beheizt, optional sind auch flüssigtemperierte Ausführungen lieferbar. Alle Düsenköpfe haben Gewindebohrungen zur Aufnahme von Massetemperatur- und/oder Druckmessfühlern. Die meisten Düsenköpfe sind vertikal und horizontal verwendbar.

Das Verhältnis Breite/Höhe der Kapillare ist so ausgelegt, dass Randeinflüsse durch die begrenzende Kapillarwand vernachlässigbar sind.

Mit der 3-Stufen-Schlitzkapillardüse mit stufenweiser Reduzierung der Kapillarhöhe werden bei konstantem Volumenstrom pro Messung gleichzeitig drei Schergeschwindigkeiten erzeugt und damit drei Viskositäten bestimmt. Mit einer Messung erhält man somit einen Teilbereich der Viskositätskurve und kann bereits Aussagen über das Fließverhalten der Schmelze treffen.

Die 2-Stufen-Schlitzkapillardüse ist ähnlich aufgebaut wie die 3-StufenDüse, durch die Reduzierung auf zwei Stufen jedoch kleiner und leichter handhabbar. Diese Mehrstufen-Schlitzkapillardüsen können über eine Schmelzepumpe auch direkt an den Produktionsextruder gekoppelt werden und ermöglichen so die Online-Bestimmung der Viskosität bzw. deren Änderung.

Zur Durchführung der Bagley-Korrektur des Einlaufdruckverlustes werden drei Düsen mit gleichem Durchmesser, aber unterschiedlichem L/D-Verhältnis empfohlen.

Im Rundkapillardüsenkopf sind ein Druck- und ein Temperaturfühler eingebaut. Die Kapillareinsätze lassen sich im Düsenkopf schnell und einfach gegeneinander austauschen.

Typ Kanalabmessungen
[mm]
Max. Scherspannung [Pa] Schergeschwindig- keitsbereich [s-1] Max. Viskosität [Pas]
Schlitzkapillare 20 * 0.8 * 160 1.5 * 105 2 * 101 - 1 * 103 7.5 * 103
20 * 2 * 160 4.0 * 105 4 * 100 - 2 * 102 1.5 * 105
Rundkapillare Ø 1 * 15   6.5 * 105 5 * 102 - 2 * 104 1.3 * 103
Ø 1 * 20   5.0 * 105 5 * 102 - 2 * 104 1.0 * 103
Ø 1 * 30   3.0 * 105 5 * 102 - 2 * 104 6.0 * 102
Ø 2 * 20   5.0 * 105 7 * 101 - 3 * 103 7.0 * 103
Ø 2 * 30   3.0 * 105 7 * 101 - 3 * 103 4.0 * 103
Ø 2 * 40   2.5 * 105 7 * 101 - 3 * 103 3.5 * 103
Ø 3 * 18   6.0 * 105 3 * 101 - 8 * 102 2.0 * 104
Ø 3 * 24   4.0 * 105 3 * 101 - 8 * 102 1.3 * 104
Ø 3 * 30   3.5 * 105 3 * 101 - 8 * 102 1.2 * 104
Ø 4 * 24 4.0 * 105 8 * 100 - 3 * 102 5.0 * 104
Ø 4 * 32   3.0 * 105 8 * 100 - 3 * 102 4.0 * 104
Ø 4 * 40   2.5 * 105 8 * 100 - 3 * 102 3.0 * 104

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