Kapillarrheometer
Ein Kapillarrheometer ist ein Gerät zur Messung der Scherviskosität und anderer rheologischer (= Fließ-) Eigenschaften. Kapillarrheometer für Kunststoffe sind Kolben-Düsensysteme zur Messung der Viskosität von Polymerschmelzen in Abhängigkeit von Temperatur und Verformungsgeschwindigkeit. Sie können zur Prüfung von Basispolymeren, Compounds, verschiedenen Verbundwerkstoffen mit kleinen Verstärkungspartikeln oder -fasern, Ausgangsmaterialien für den Metallspritzguss und ähnlichen Materialien eingesetzt werden.
Das Grundprinzip besteht darin, dass eine thermoplastische Probe (ursprünglich in Form von Granulat, Pulver oder Flocken) durch Erhitzen verflüssigt und aus einem Zylinder durch eine Kapillardüse gepresst wird. Die Messgröße ist normalerweise der erzeugte Druck unter stationären Bedingungen. Eine Fließkurve ist die typische Ausgabe, die durch Interpolation mehrerer experimenteller Daten erhalten wird. Die Viskosität wird durch den griechischen Buchstaben „eta“ (η) dargestellt und (in SI-Einheiten) in Pascal-Sekunden (Pa·s) oder Newton-Sekunden pro Quadratmeter (N·s/m2) ausgedrückt.
Kapillarrheometer gewährleisten Testbedingungen, die die Verarbeitungsbedingungen wirklichkeitsgetreu widerspiegeln, insbesondere für Hochdruck- und Hochgeschwindigkeitstechniken wie das Spritzgießen, weshalb sie für die Prozessoptimierung von entscheidender Bedeutung sind.
Weitere rheologische Eigenschaften, die mit Kapillarrheometerdaten gemessen oder abgeschätzt werden können, sind die Dehnviskosität, die Strangaufweitung, die thermische Stabilität und das Wandgleiten. Zusätzliche Messungen können für die Wärmeleitfähigkeit, die Dichteabhängigkeit von Druck und Temperatur (pvT) und die Schmelzfestigkeit durchgeführt werden.
Quellenangaben
- Walters K. „Rheometry“, Chapman & Hall (1975)
- Ferry, J. D. „Viscoelastic Properties of Polymers“, John Wiley & Sons (1980)
- Dealy, J.M. und Wissbrun K.F. „Melt Rheology and its Role in Plastics Processing“, Van Nostrand Reinhold (1990), Chapman & Hall (1995)
- Macosko C.W. „Rheology – Principles, Measurements, and Applications“, Wiley-VCH (1994)
- Malkin A.Y. „Rheology – Concepts, Methods, & Applications“, ChemTec Publishing (2006)
CEAST SmartRHEO Series: Capillary Rheometer Systems
Thermoplastic materials are processed as fluids under the effect of temperature and pressure. The ability of plastics to be formed into a wide variety of shapes, by the common plastics conversion processes, has a fundamental importance in polymer science and application. The innovative Instron® line of CEAST SmartRHEO Series of Capillary Rheometer systems are designed for an accurate investigation of the rheological properties of polymeric materials.
Capillary Rheometer Systems
The innovative Instron® line of CEAST SmartRHEO Series of Capillary Rheometer systems are designed for an accurate investigation of the rheological properties of polymeric materials.
VisualRHEO | Software for CEAST SR Series Capillary Rheometers
A fundamental part of a capillary rheometer system is the software. As the system investigates the flow behavior of
plastics over a wide range of shear conditions, the software controls the instrument from a PC, acquiring and analyzing
data, calculating results, and exporting data to easily share and perform further analysis. Performing tests that are much
more effective and informative than a trial-and-error approach, the software provides a user-friendly interface for lab
operators when programming and monitoring the tests.
