Skluz polymerní taveniny jako jev nepříznivě ovlivňující evaluaci tokových dat získaných pomocí kapilárního viskozimetru

Abstract

Cílem bakalářské práce bylo představit roli viskozitních měření polymerních tavenin pro popis jejich tokového chování a spolu s nastíněním možností evaluace viskozitních dat pomocí dostupných experimentálních zařízení identifikovat možné problémy projevující se v podobě tokových nestabilit. Za zvolenou a sledovanou nestabilitu toku polymerních tavenin byl vybrán skluz na stěně, který je možno u některých materiálů pozorovat např. v projevech tzv. "slip-stick" chování, kdy se přilnavost molekuly k povrchu střídá s jejím utržením a dochází tak ke vzniku krátkodobého skluzu na stěně, což se na materiálu opouštějícím ústí kapiláry projevuje jako více či méně pravidelná povrchová porucha. V neposlední řadě je zde prezentována a diskutována možnost využití tokových vlastností polymerních materiálů v podobě bez nebo s aplikací různých korekcí toku, např. pro účely modelování technologických procesů, kdy použití nekorigovaných hodnot viskozity může být důvodem špatného designu zpracovatelského zařízení způsobující následnou nestabilitu výroby. Teoretické představení možného vyhodnocení viskozitních dat bylo v praktické části bakalářské práce ověřeno pomocí popisu tokového chování vybraných polymerních tavenin. Pro jejich charakterizaci bylo využito vysokotlakého kapilárního viskozimetru Goettfert Rheograph 50. Experimentální charakterizace byla provedena s ohledem na vznik a průběh tokových nestabilit zapříčiněných skluzem polymerní taveniny na stěně kapiláry. Projevující se poruchy adhezních a kohezních sil působících na rozhraní polymerní taveniny a povrchu kapiláry, a negativně ovlivňující výsledky experimentálního stanovení smykové i elongační viskozity skluzu na stěně byly sledovány pomocí Mooneyho korekce. Jeho evaluace byla představena na třech různých polyolefinických materiálech vysoko-hustotním polyetylenu (HDPE), nízko-hustotním polyetylenu (LDPE) a lineárním nízko-hustotním polyetylenu (LLDPE), jako typických zástupcích polymerních tavenin, jejichž makromolekulární struktura podporuje či potlačuje tendenci ke skluzu. Pro určení smykové viskozity byly použity dva módy měření dostupné na kapilárním viskozimetru měření při kontrolované rychlosti smykové deformace a při kontrolovaném tlaku, a tyto byly srovnány.