Zastosowanie techniki pomiarowej typu in-line do oceny właściwości reologicznych kompozytów polietylenu z węglanem wapnia

Kloziński, A.

doi:10.14314/polimery.2016.788

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Zastosowanie techniki pomiarowej typu in-line do oceny właściwości reologicznych kompozytów polietylenu z węglanem wapnia

Autorzy

Kloziński A.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2016.788

Warianty tytułu

Application of in-line measurement technique for evaluation of rheological properties of polyethylene/calcium carbonate composites

Języki publikacji

Abstrakty

Przedstawiono wyniki badań właściwości reologicznych kompozytów polietylenu małej gęstości (PE-LD), z dodatkiem handlowego niemodyfikowanego węglanu wapnia (CaCO₃ 7, 14, 21 i 28 % mas.), wytworzonych w procesie wytłaczania dwuślimakowego. Pomiary przeprowadzono przy użyciu reometru wytłaczarkowego typu in-line, z zastosowaniem cylindrycznych dysz pomiarowych o różnym stosunku L/D. Oceny właściwości reologicznych kompozytów dokonano na podstawie modelu potęgowego Ostwalda-de Waele'a. Określono wpływ dodatku CaCO₃ na gęstość wytworzonych kompozytów w warunkach przetwórczych (charakterystyki p-v-T) oraz na ich masowy wskaźnik szybkości płynięcia (MFR). Zastosowanie techniki pomiarowej typu in-line umożliwiło wyznaczenie: naprężenia stycznego, szybkości ścinania, wykładnika płynięcia, poprawki Rabinowitscha, poprawki Bagleya, krzywych płynięcia oraz krzywych lepkości badanych tworzyw polimerowych w rzeczywistych warunkach procesu wytłaczania.

The results of investigations of the rheological properties of composites based on low density polyethylene (PE-LD) with commercial unmodified calcium carbonate (7, 14, 21 and 28 wt % CaCO₃), produced using twin-screw extrusion process, are presented. The measurements were carried out using in-line extrusion rheometer with cylindrical measuring nozzles with different ratio of L/D. The rheological properties of the composites were evaluated using the Ostwald-de Waele power law model. The effects of the addition of CaCO₃ on the density of the resulting composites under the processing conditions (p-v-T characteristics) and the melt mass flow rate (MFR) were also investigated. The use of in-line technique allowed for the determination of rheological parameters of the composites such as shear stress, shear rate, flow exponent, Rabinowitsch and Bagley corrections, flow and viscosity curves in real conditions of the extrusion process.

Słowa kluczowe

polietylen węglan wapnia reologia in-line MFR wykładnik płynięcia krzywa lepkości poprawka Rabinowitscha poprawka Bagleya

polyethylene calcium carbonate in-line rheology MFR flow exponent viscosity curve Rabinowitsch correction Bagley correction

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej

Czasopismo

Polimery

Rocznik

2016

Tom

T. 61, nr 11-12

Strony

788--798

Opis fizyczny

Bibliogr. 53 poz., rys.

Twórcy

autor

Kloziński A.

Arkadiusz.Klozinski@put.poznan.pl

Politechnika Poznańska, Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Zakład Polimerów, ul. Berdychowo 4, 60-965 Poznań

Bibliografia

[1] Żuchowska D.: „Polimery konstrukcyjne”, WNT, Warszawa 2000.
[2] Koszkul J.: „Materiały polimerowe”, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1999.
[3] Boczkowska A., Kapuściński J., Puciłowski K., Wojciechowski S.: „Kompozyty”, Politechnika Warszawska, Warszawa 2000.
[4] Jurkowski B., Jurkowska B.: „Sporządzanie kompozycji polimerowych”, WNT, Warszawa 1995.
[5] Zoukrami F., Haddaoui N., Bailly Ch. i in.: Journal of Applied Polymer Science 2012, 123, 257. http://dx.doi.org/10.1002/app.34466
[6] Żarczyński A., Dmowska A.: „Napełniacze mieszanek gumowych”, WNT, Warszawa 1970.
[7] Jakubowska P., Sterzyński T., Samujło B.: Polimery 2010, 55, 379.
[8] Jakubowska P., Kloziński A.: Inżynieria i Aparatura Chemiczna 2012, 51, 224.
[9] Wu P.C., Jones G., Shelley Ch., Woelfli B.: Journal of Engineering Fibers and Fabrics 2007, 2, 49.
[10] Liang Ji.-Z.: Journal of Applied Polymer Science 2007, 104, 1692.
[11] Da Silva A.L.N., Rocha M.C.G., Moraes M.A.R. i in.: Polymer Testing 2002, 21, 57.
[12] Deshmane C., Yuan Q., Misra R.D.K.: Material Science and Engineering A 2007, 452–453, 592. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2006.11.059
[13] Zebarjad S.M., Sajjdi S.A.: Material Science and Engineering A 2008, 475, 365. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2007.05.008
[14] Han B., Zhang J., Zhang S., Zhang Ch.: Polymer Composites 2015, 36, 1807. http://dx.doi.org/10.1002/pc.23087
[15] Sahebian S., Zebarjad S.M., Sajjadi S.A. i in.: Journal of Applied Polymer Science 2007, 104, 3688. http://dx.doi.org/10.1002/app.25644
[16] Wang W.-Y., Zeng X.-F., Wang G.-Q., Chen J.-F.: Journal of Applied Polymer Science 2007, 106, 1932. http://dx.doi.org/10.1002/app.26833
[17] Upadhyay R.D., Kale D.D.: Journal of Polymer Research 2001, 8, 175.
[18] Barczewski M., Czarnecka-Komorowska D., Andrzejewski J. i in.: Polimery 2013, 58, 805.
[19] Stabik J.: „Wybrane problemy reologii uplastycznionych polimerów napełnionych”, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej nr 1616, Gliwice 2004.
[20] Kloziński A.: „Nowoczesne materiały polimerowe i ich przetwórstwo” (red. Klepka T.), wyd. Politechnika Lubelska 2014, ISBN: 978-83-7947-090-7, str. 59–74.
[21] Barczewski M.: Polimery 2015, 60, 612. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2015.612
[22] Barczewski M.: Polimery 2016, 61, 248. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2016.248
[23] Kloziński A.: Polimery 2010, 55, 575.
[24] Kloziński A., Sterzyński T., Samujło B.: Polimery 2009, 54, 57.
[25] Kloziński A., Sterzyński T.: Polimery 2005, 50, 455.
[26] Kloziński A., Sterzyński T.: Polimery 2007, 52, 855.
[27] Lewandowski K., Piszczek K., Zajchowski S., Mirowski J.: Polymer Testing 2016, 51, 58. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2016.02.004
[28] Michalska-Pożoga I., Rydzkowski T.: Polimery 2014, 59, 845. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.845
[29] Sasimowski E., Sikora J.W., Królikowski B.: Polimery 2014, 59, 505. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.505
[30] Wilczyński J.K., Nastaj A.: Polimery 2015, 60, 199. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2015.199
[31] Dealy J.M.: “Process rheometers for molten plastics: The state of the art and challenges for the future”, SPE ANTEC Technical Papers 1991, str. 2296.
[32] Kelly A.L., Woodhead M., Coates M.: “Comparison of in-line, on-line and off-rheometry of polyethylene melts’”, SPE ANTEC Technical Papers 1997, 43, 1119.
[33] Chiu S.-H., Pong S.-H.: Polymer Degradation and Stability 1999, 46, 239.
[34] Dealy J.M., Saucier P.C.: “Rheology in Plastics Quality Control”, wyd. Hanser Publishers, Munch 2000.
[35] Covas J.A., Nobrega J.M., Maia J.M.: Polymer Testing 2000, 19, 165.
[36] Coates P.D., Chohan R.K., Groves D. i in.: “In-line rheometry in extrusion and injection moulding processing”, Materiały: Polymer Processing Society IX Annual Meeting, Manchester 5–8 kwietnia 1993.
[37] Chiu S.H., Pong S.H.: Journal of Applied Polymer Science 1999, 74, 541.
[38] Chiu S.H., Pong S.H.: Journal of Applied Polymer Science 2001, 79, 1249.
[39] Wilczyński K.: „Reologia w przetwórstwie tworzyw sztucznych”, Wydawnictwa Naukowo Techniczne, Warszawa 2001.
[40] Rabinowitsch B.: Zeitschrift für Physikalische Chemie 1929, 145A, 1.
[41] Ostwald W.: Koloid-Z 1925, 36, 99.
[42] De Waele A.: Journal of the Oil Colour Chemists’ Association 1923, 6, 33.
[43] Wang Z.Y., Lam Y.C., Chen X., Joshi S.C.: AIChE Journal 2010, 56, 1447. http://dx.doi.org/10.1002/aic.12095
[44] Liang J.-Z.: Polymer Testing 2002, 21, 307.
[45] Domka L., Wąsicki A., Kozak M.: Fizyczne Problemy Mineralurgii 2003, 37, 141.
[46] Teixeira S.C.S., Moreira M.M., Lima A.P. i in.: Journal of Applied Polymer Science 2006, 101, 2559.
[47] Stasiek J.: „Wytłaczanie tworzyw polimerowych. Zagadnienia wybrane”, Wyd. Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego, Bydgoszcz 2008.
[48] Schramm G.: “A Practical Approach to Rheology and Rheometry”, Gebrueder HAAKE GmbH, Karlsruhe 1994.
[49] Szlezyngier W.: „Podstawy reologii polimerów”, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Rzeszowskiej 1994.
[50] Chhabra R.P., Richardson J.F.: “Non-Newtonian Flow in the Process Industries – Fundamentals and Engineering Applications”, wyd. Butterworth, Heinemann 1999.
[51] Suto S., Ohshiro M., Ito R., Karasawa M.: Polymer 1987, 28, 23.
[52] Ferguson J., Kembłowski Z.: „Reologia stosowana płynów”, wyd. Marcus, Łódź 1995.
[53] Sikora R.: „Podstawy przetwórstwa tworzyw polimerowych”, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Lubelskiej, Lublin 1992.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-13359e5e-7e95-4a70-b476-0226fb6fa3c2