Rheological characterisation of polymer melts on an injection moulding machine using a new slit die measurement system

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Die Bestimmung des Fließverhaltens von Polymerschmelzen bei verschiedenen Temperaturen und Schergeschwindigkeiten ist für die genaue Strömungssimulation sehr wichtig. Die Zuverlässigkeit der Simulation für die praktische Anwendung hängt wesentlich von den rheologischen Eigenschaften des Polymers ab. Die rheologische Charakterisierung erfolgt üblicherweise durch Messungen mit dem Standard Kapillarrheometer, bei welchem der Schergeschwindigkeitsbereich zwischen 100 1/s bis 100000 1/s liegt. Bei der Produktion von Bauteilen mit sehr kleinen Abmessungen (Mikro-Teile) können Schergeschwindigkeiten von ca. 1000000 1/s erreicht werden. Für die rheologische Charakterisierung der Polymere unter praxisrelevanten Schergeschwindigkeiten und Bedingungen wurde am Institut für Kunststoffverarbeitung im Rahmen des EU- Collective Research Projectes (Pro4Plast) "New product development guidance system (PDGS) for complex injection moulded plastic parts by enhanced injection moulding simulation and material data measurement applicable by SMEs" ein Spritzgießrheometer mit austauschbaren Schlitzdüsen gebaut. Während des Einspritzvorgangs werden der Druckverlust und die Temperaturerhöhung der Schmelze entlang der Düse gemessen. Durch die Variation des Volumendurchsatzes werden verschiedene Schergeschwindigkeiten erreicht. Mit dieser Methode wurde das Polypropylen der Type HG313MO bei 3 Temperaturen charakterisiert. Bei hohen Schergeschwindigkeiten wurde infolge der Dissipationserwärmung eine Wandtemperaturerhöhung von bis zu 80°C gemessen, was auch eine Erhöhung der Schmelzetemperatur zur Folge hat. Diese wurde bei der Berechnung der Viskosität durch eine Temperaturkorrektur berücksichtigt. Für die rheologische Auswertung wurde ein Excel-VBA Programm geschrieben. Die Viskositätsmessungen wurden auch am Hochdruckkapillarrheometer und am Rotationsschwindungsrheometer durchgeführt. Die mit den verschiedenen Messmethoden ermittelten Viskositätsdaten wurden miteinander verglichen.

Details

Titel in ÜbersetzungRheologische Charakterisierung von Polymerschmelzen an der Spritzgießmaschine mit einem neuen Schlitzdüsen-Messsystem
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung19 Dez. 2008
StatusVeröffentlicht - 2008