Die Kapillarrheometrie hat ihre Ursprünge bei der Verarbeitung von Polymerschmelzen, ist jedoch auch für viele andere Materialprozesse bedeutend wie Hochgeschwindigkeitsbeschichtung und Druckanwendungen. Die Kapillarrheometrie basiert auf der kontrollierten Extrusion des Prüfmaterials und ermöglicht die Charakterisierung von Materialfließ- und Deformationseigenschaften bei hoher Kraft (oder hohem Druck), hoher Scherrate und bei erhöhter Temperatur.

Die technischen Grundlagen der Kapillarrheometrie sind folgende:

  • Die zu prüfende Probe wird in eine Öffnung im temperaturkontrollierten Zylinder des Kapillarrheometers gefüllt.
  • Eine Kapillardüse bekannter Abmessungen (Durchmesser und Länge) ist am unteren Ende der Zylinderöffnung angebracht.
  • Mithilfe eines Stempels wird die Probe durch die Kapillardüse extrudiert und der entstehende Druck am Düseneingang wird gemessen.
  • Aufgrund der Kenntnis der Düsenabmessungen, der Stempelgeschwindigkeit und des Drucks kann die Scherviskosität berechnet werden.
  • Die Scherrate der Prüfung kann zur Erstellung einer Viskositätskurve (Viskosität gegen Scherrate) variiert werden.
  • Der Einsatz einer Doppelkapillare und einer Nulldüse ermöglicht die simultane Bestimmung von Scher- und Dehnviskosität.

Mithilfe der Kapillarrheometrie können auch andere rheologische Eigenschaften und Prozesseigenschaften bewertet werden wie Strangaufweitung, Schmelzebruch, Wandgleiten, Belastung mit/ohne Fluss, Schmelzfestigkeit, Abzugskraft (Haul Off-Strangabzug) sowie die Zusammenhänge von Druck, Volumen und Temperatur.

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