Comparison of off -line, on-line and in-line measuring techniques used for determining the rheological characteristics of polyethylene composites with calcium carbonate

Klozinski, Arkadiusz; Barczewski, Mateusz

doi:10.14314/polimery.2019.2.1

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Comparison of off -line, on-line and in-line measuring techniques used for determining the rheological characteristics of polyethylene composites with calcium carbonate

Autorzy

Klozinski Arkadiusz , Barczewski Mateusz

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2019.2.1

Warianty tytułu

Porównanie technik pomiarowych typu off-line, on-line i in-line stosowanych w ocenie właściwości reologicznych kompozytów polietylenowych z węglanem wapnia

Języki publikacji

Abstrakty

The article has presented comparative tests of the rheological characteristics of lowdensity polyethylene (LDPE) with an addition of calcium carbonate (CaCO3), containing 7, 14, 21 and 28 wt % of filler, respectively. The measurements were carried out by an off -line measuring technique (using a modified dead-weight plastometer), an on-line measuring technique (with a gear pump capillary rheometer) and an in-line measuring technique (with an extruder rheometer). The rheological parameters of the polymeric materials were determined based on the Ostwald de Waele powerlaw model at a temperature of 170 °C. The effect of calcium carbonate addition on the characteristic of operation of each of the employed instruments, the flow curves, the viscosity curves, and the values of power-law index (n) and consistency factor (K) have been determined.

Przedstawiono badania porównawcze charakterystyk reologicznych kompozytów polietylenu małej gęstości (LDPE) z dodatkiem 7, 14, 21 i 28 % mas. węglanu wapnia (CaCO3). Zastosowano techniki pomiarowe typu off-line (zmodyfikowany plastometr obciążnikowy), on-line (reometr kapilarny z pompą zębatą) oraz in-line (reometr wytłaczarkowy). Parametry reologiczne materiałów polimerowych wyznaczano w temperaturze170 °C na podstawie modelu potęgowego Ostwalda-de-Waele. Określano wpływ dodatku węglanu wapnia na charakterystykę pracy każdego z zastosowanych urządzeń, przebieg krzywych płynięcia, przebieg krzywych lepkości oraz wartości wykładnika płynięcia (n) i współczynnika konsystencji (K).

Słowa kluczowe

polyethylene calcium carbonate off -line rheology on-line rheology in-line rheology gear pump powerlaw index consistency factor viscosity viscosity curve

polietylen węglan wapnia reologia off-line reologia on-line reologia in-line pompa zębata wykładnik płynięcia współczynnik lepkości krzywa lepkości

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej

Czasopismo

Polimery

Rocznik

2019

Tom

T. 64, nr 2

Strony

83--92

Opis fizyczny

Bibliogr. 49 poz., rys.

Twórcy

autor

Klozinski Arkadiusz

Arkadiusz.Klozinski@put.poznan.pl

Poznan University of Technology, Faculty of Chemical Technology, Institute of Chemical Technology and Engineering, Berdychowo 4, 60965 Poznan, Poland

autor

Barczewski Mateusz

Poznan University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Management, Institute of Materials Technology, Piotrowo 3, 61138 Poznan, Poland

Bibliografia

[1] Coates P.D., Chohan R.K., Groves D. et al.: “In-line rheometry in extrusion and injection molding processing”, 9th Annual Meeting of the Polymer Processing Society, Manchester, England, 5–8 April 1993.
[2] Dobkowski Z., Zielonka M.: Polimery 1997, 42, 321.
[3] Schramm G.: “A Practical Approach to Rheology and Rheometry”, Gebrueder HAAKE GmbH, Karlsruhe 1994.
[4] Mezger T.G.: “The Rheology Handbook 2nd Edition”, Vincentz Network GmbH & Co. KG, 2006.
[5] Wilczyński K.: „Reologia w przetwórstwie tworzyw sztucznych”, Wydawnictwa Naukowo Techniczne, Warszawa 2001.
[6] Kloziński A.: Polimery 2010, 55, 575.
[7] Kloziński A.: Polimery 2016, 61, 788. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2016.788
[8] Lewandowski K., Piszczek K., Zajchowski S., Mirowski J.: Polymer Testing 2016, 51, 58. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2016.02.004
[9] Mazzanti V., Mollica F.: Polymer Testing 2015, 47, 30. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2015.08.003
[10] Kelly A.L., Woodhead M., Coates M.: SPE ANTEC Technical Papers 1997, 43, 1119.
[11] Padmanabhan M., Bhattacharya M.: Rheological Acta 1994, 33, 71.
[12] Dealy J.M., Saucier P.C.: “Rheology in Plastics Quality Control”, Hanser Publishers, Munch 2000.
[13] Glomsaker T., Hinrichsen E.L., Thorsteinsen P.: Polymer Engineering and Science 2001, 41, 2231. https://doi.org/10.1002/pen.10919
[14] Callis J.B., Iiiman D.L., Kowalski B.R.: Analytical Chemistry 1987, 59, 624.
[15] Dealy J.M.: SPE ANTEC Technical Papers 1991, 37, 2296.
[16] Mold S., Barbas J., Machado A.V. et al.: Polymer Testing 2011, 30, 602. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2011.05.002
[17] Chiu S.-H., Pong S.-H.: Polymer Degradation and Stability 1999, 64, 239.
[18] Covas J.A., Nobrega J.M., Maia J.M.: Polymer Testing 2000, 19, 165. http://dx.doi.org/10.1016/S0142-9418(98)00086-5
[19] Mackley M.R., Hassell D.G.: Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 2011, 166, 421. http://dx.doi.org/10.1016/j.jnnfm.2011.01.007
[20] Coatest P.D., Haynes A.R., Speight R.G.: Polymer 1994, 35, 3831.
[21] Chen S.-Ch., Liao W.-H., Yeh J.-P., Chien R.-D.: Polymer Testing 2012, 31, 864. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2012.06.008
[22] Sykutera D., Czyżewski P., Kościuszko A. et al.: Journal of Polymer Engineering 2018, 38, 63. http://dx.doi.org/10.1515/polyeng-2016-0321
[23] Sykutera D., Wajer Ł., Kościuszko A. et al.: Macromolecular Symposia 2018, 378, 1700056. http://dx.doi.org/10.1002/masy.201700056
[24] Mazzanti V., Mollica F.: Journal of Polymers and the Environment 2017, 25, 1044. http://dx.doi.org/10.1007/s10924-016-0876-2
[25] Chakravorty S., Allen C.R.G., Brown C.S.: Polymer Testing 1997, 16, 455.
[26] Migler K.B., Hobbie E.K., Qiao F.: Polymer Engineering and Science 1999, 39, 2282.
[27] Martyn M.T., Groves D.J., Coates P.D.: Plastics, Rubber and Composites 2000, 29, 14. http://dx.doi.org/10.1179/146580100101540653
[28] Alig I., Fischer D., Lellinger D., Steinhoff B.: Macromolecular Symposia 2005, 230, 51. http://dx.doi.org/10.1002/masy.200551141
[29] Barbas J.M., Machado A.V., Covas J.A.: Polymer Testing 2012, 31, 527. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2012.02.005
[30] He H., Zhou J.G.: Advanced Materials Research 2014, 941–944, 1788. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.941-944.1788
[31] Kloziński A.: „Nowoczesne materiały polimerowe i ich przetwórstwo” (Ed. Klepka T.), Politechnika Lubelska 2014, ISBN: 978-83-7947-090-7, pp. 59–74.
[32] Żarczyński A., Dmowska A.: „Napełniacze mieszanek gumowych”, WNT, Warszawa 1970.
[33] Jakubowska P., Sterzyński T., Samujło B.: Polimery 2010, 55, 379.
[34] Jakubowska P., Kloziński A.: Inżynieria i Aparatura Chemiczna 2012, 51, 224.
[35] Kloziński A., Jakubowska P.: Polymer Engineering and Science 2018. http://dx.doi.org/10.1002/pen.24894
[36] Kloziński A., Jakubowska P.: Polymer Engineering and Science 2018. http://dx.doi.org/10.1002/pen.24941
[37] Liang J.Z.: Polymer Testing 2002, 21, 307. https://doi.org/10.1016/S0142-9418(01)00088-5
[38] Kloziński A., Sterzyński T.: Polimery 2007, 52, 855.
[39] Dealy J.M., Wissbrun K.F.: “Melt Rheology and Its Role in Plastics Processing. Theory and Applications”, Kluwer Academic Publishers 1999, pp. 557–566. https://doi.org/10.1007/978-94-009-2163-4
[40] Wilczyński J.K.: Polimery 2017, 62, 441. https://doi.org/10.14314/polimery.2017.441
[41] Wilczyński J.K.: Polimery 2018, 63, 213. https://doi.org/10.14314/polimery.2018.3.5
[42] Szlezyngier W.: „Podstawy reologii polimerów”, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1994.
[43] Phan H.T., Hyun K.S.: Polymer Engineering and Science 1992, 32, 488.
[44] Fenner R.T., Cox A.P., Isherwood D.P.: Polymer 1979, 29, 733.
[45] Barczewski M.: Polimery 2015, 60, 612. https://doi.org/10.14314/polimery.2015.612
[46] Nakason C., Kaesaman A., Samoh Z. et al.: Polymer Testing 2002, 21, 449. https://doi.org/10.1016/S0142-9418(01)00109-X
[47] Agassant J.F., Avenas P., Sergent J.Ph., Carreau P.J.: “Polymer Procesing – Principles and Modeling”, Hanser Publishers, Munich, Vienna, New York, 1991.
[48] Basu D., Banerjee A.N., Misra A.: Journal of Applied Polymer Science 1992, 46, 1999. https://doi.org/10.1002/app.1992.070461112
[49] Steller R.T.: Journal of Applied Polymer Science 2005, 97, 1401. https://doi.org/10.1002/app.21156

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019)

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-075692d7-f49d-4782-82d0-b8190e142d37