Sokal Tomasz	Katedra Przeróbki Plastycznej Politechnika Rzeszowska im Ignacego Łukasiewicza	5.04.2013
2MMDI, L6	OCENA WŁAŚCIWOŚCI PRZETWÓRCZYCH TWORZYW SZTUCZNYCH	Ćwiczenie 3

PRZETWÓRSTWO TWORZYW SZTUCZNYCH

OCENA 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.

1. 
   szkic przyrządu

M - obciążenie tłoka;

R_c - średnica cylindra;

R_k - 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,

t­_ref - czas odniesienia, s,

t - odstęp czasu odniesienia, s,

T_o - 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	13

Masy poszczególnych wytłoczek [g]
0,1515	0,1380	0,1402	0,1921	0,1263	0,1503	0,1188	0,1564	0,1382

Próbki 4 i 7 należy odrzucić ponieważ różnica ich mas i masy średniej jest większa niż 15 %

4. Obliczenie MFR
   
   m_śr = 0,1430g

MFR(T­_o, M) = 6,59934 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 η_o(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 η_o(T*) wg wzoru jak w punkcie b),

d) Dodatkowo istnieje możliwość określenia lepkości zerowej η_o(T), w odniesieniu do innej temperatury T na podstawie równania WLF:

6. Obliczenie krzywej lepkości.

R_k=1,0475mm

R_c=4,715mm

L_k=8mm

F=21,6N

τ_w=0,019742 N/mm²

=19,77 ¹/_s

=0,000322cm³/s=0,322mm³/s

=961,957N*s/m² T=190^oC

T=190^oC

= 55,53N*s/m²

T_g= -20^oC

η_o(T=180^oC)=63,67N*s/m²

η_o(T=250^oC)=29,23*s/m²

γ	η(γ,T*)	η(γ,T1)	η(γ,T2)
10	44,0566	49,7345	24,6342
20	40,2552	45,1733	23,0530
30	37,6171	42,0342	21,9199
40	35,5700	39,6141	21,0178
50	33,8923	37,6412	20,2622
60	32,4705	35,9768	19,6096
70	31,2378	34,5395	19,0344
80	30,1510	33,2767	18,5196
90	29,1804	32,1526	18,0537
100	28,3048	31,1412	17,6280
200	22,5008	24,5081	14,6705
300	19,2146	20,8073	12,8790
400	17,0010	18,3371	11,6185
500	15,3731	16,5322	10,6616
600	14,1089	15,1375	9,9000
700	13,0900	14,0178	9,2738
800	12,2460	13,0933	8,7464
900	11,5320	12,3134	8,2940
1000	10,9179	11,6442	7,9001
2000	7,4586	7,9017	5,5931
3000	5,8812	6,2108	4,4873
4000	4,9416	5,2085	3,8112
5000	4,3057	4,5322	3,3457
6000	3,8412	4,0392	3,0015
7000	3,4842	3,6610	2,7346
8000	3,1996	3,3599	2,5202
9000	2,9665	3,1134	2,3434
10000	2,7713	2,9072	2,1947
20000	1,7572	1,8391	1,4108
30000	1,3393	1,4002	1,0818
40000	1,1026	1,1520	0,8937
50000	0,9473	0,9894	0,7698
60000	0,8364	0,8733	0,6809
70000	0,7526	0,7856	0,6135
80000	0,6867	0,7166	0,5604
90000	0,6333	0,6608	0,5173
100000	0,5889	0,6144	0,4814

WNIOSKI:


Wyznaczanie krzywej lepkości na podstawie masowego wskaźnika szybkości płynięcia MFR jest metodą wymagającą wykonania minimalnej liczby pomiarów (w przeciwieństwie do metod dokładnych wyznaczania krzywej na podstawie pomiarów szybkości płynięcia), zapewniającą jednak dostateczną dokładność w zastosowaniach przemysłowych,

Dokładnie opracowany model Winogradowa-Małkina pozwala na stosunkowo proste opracowanie programu komputerowego służącego do wyznaczania krzywej lepkości tylko na podstawie masowego wskaźnika szybkości płynięcia MFR,

Wyznaczony przez nas współczynnik jest miara przydatności tworzywa do dalszej przeróbki i przybliża nam jego własności.

6

---