PRZETWÓRSTWO TWORZYW SZTUCZNYCHOCENA WŁAŚCIWOŚCI PRZETWÓRCZYCH TWORZYW SZTUCZNYCH
1. Cel ćwiczenia.Wyznaczenie masowego wskaźnika szybkości płynięcia (MFR) oraz krzywej lepkości.Określenie właściwości technologicznych tworzywa sztucznego na MFR.
2. Opis metody wyznaczenia wskaźnika szybkości płynięcia.
a) szkic przyrządu
M – obciążenie tłoka;
Rc – średnica cylindra;
Rk – średnica kapilary;
Pomiar MFR polega na wytłoczeniu w znormalizowanych warunkach próbki materiału i zważeniu jej. Wynik pomiaru podaje się w g/10min. Wskaźnik szybkości płynięcia jest miara płynności materiału, a więc odwrotności lepkości. Reprezentuje on jeden punkt na krzywej lepkości tego materiału, określonej w temperaturze pomiaru. Nie definiuje on jednoznacznie badanego materiału i może być taki sam dla tworzyw o różnych charakterystykach lepkości.
3. Warunki pomiaru MFR.
m – średnia masa wytłoczonych odcinków tworzywa,
tref – czas odniesienia, s,
t – odstęp czasu odniesienia, s,
To – temperatura próby (oznaczania),
M – nominalne obciążenie tłoka
Rodzaj tworzywa
sztucznego
Temperatura
T [oC]
Czas odniesienia
Tref [min]
Czas odcinania
to [s]
Moplen HP500N
(polipropylen)
190
10
30
Masy poszczególnych wytłoczek [g]
0,5725
0,5003
0,5923
0,5543
0,4970
0,3795
0,4251
0,3748
0,4149
0,4002
4. Obliczenie MFRmśr = 0,47109 g
MFR(To, M) = 9,4218 g/10min
5. Cel i znaczenie konstruowania krzywej lepkości tworzywa.Krzywa lepkości to graficzne przedstawienie zależności lepkości od prędkości ścinania w logarytmicznym układzie współrzędnych (logη=f(log(dγ/dt))). Konstruowana jest w celu umożliwienia porównania lepkości tworzywa w różnych temperaturach oraz porównania charakteru zmian lepkości dla różnych tworzyw, a także jako podstawa do określenia spodziewanej lepkości tworzywa dla prędkości ścinania różnych od pomiarowych, co ma szczególne znaczenie w projektowaniu procesów przetwórczych.
Wyznaczanie krzywej lepkości na podstawie MFR przebiega wg następującego schematu:
a) Wyznaczenie lepkości tworzywa η(γ*, T*), przy określonej szybkości ścinania γ i temperaturze T* na podstawie MFR wg wzorów:
b) Wyznaczenie lepkości zerowej ηo(T*) z równania:
Gdzie: A1=1,386•10-2
A2=1,462•10-3
α=0,355
c) Obliczenie lepkości dla żądanego zakresu szybkości ścinania przy użyciu parametru ηo(T*) wg wzoru jak w punkcie b),
d) Dodatkowo istnieje możliwość określenia lepkości zerowej ηo(T), w odniesieniu do innej temperatury T na podstawie równania WLF:
6. Obliczenie krzywej lepkości.
Rk=1,0475mm
Rc=4,715mm
Lk=8mm
F=2,12kg=20,7972N
τw=0,019018 N/mm2
=19,77 1/s
=0,01784cm3/s=17,84mm3/s
=961,957N*s/m2 T=190oC
T=190oC
= 1187N*s/m2
c)
η(, T* = 190oC)
1
851,615
469,2068
100
153,435
1000
35,93223
10000
7,437274
100000
1,4809
1000000
0,2911
d)
Tg= -20oC
ηo(T=200oC)=1045,75N*s/m2
ηo(T=220oC)=833,11N*s/m2
Dla temp. 200oC
η(, T* = 200o...
mechanikk