Способ определения продольной вязкости высоковязких жидкостей Советский патент 1988 года по МПК G01N11/00 

со со

о

СП

00

ю

Изобретение относится к производству полимерных пленок и может быть использовано для определения продольной вязкости полимера в процессе формования рукавных пленок экструзией с раздувом.

Цель изобретения - увеличение точности и сокращение времени ана- лизас

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения вязкости высоковязкой жидкости, включающему формование руканой пленки экструзией с раздувом, измерение растягивающего усилия и избыточного давления внутри рукава, фиксирование геометрических параметров рукавной пленки, рукавную пленку ох-паждают путем обдува холодным воздухом до образования конусообразной формы рукава, измеряют угол конусности рукава и температуру в заданной точке рукава, а продольную вязкость рассчитывают по формуле

З- .. 2

к - (,

3Q sin 2 Ч

где - продольная вязкость в заданной точке рукава на соответствующей высоте Z J +

+Zt,w tf - радиус рукава на высоте Z, up - избыточное давление внутри

рукава,

F - растягиваюи1ее усилие | R - наибольший радиус рукаваJ О - объемная производительность

жидкости;

Ц - угол конусности рукава. Данный способ применим для высоковязких жидкостей, способных к формированию в виде рукавной пленки.

Способ осуществляют следующим образом.

Вещество в твердом виде загружают в экструдер, где за счет внешнего обогрева и за счет тепла внутреннего трения это вещество переводится в вязкотекучее состояние. Расплавленное таким образом вещество продавливается червяком через кольцевую головку. Затем заготовку, выходящую из головки, вытягивают вверх тянущими валками. К головку вводят воздух, раздувающий рукавную (трубчатую) заготовку. Давление внутри рукава и осевое усилие для вытягивания пленки вверх тянущими валками регулируются.

0

0

5

0

5

0

5

0

5

Для охлаждения рукава и придания ему необходимой формы применяют так на- , зываемые воздушные кольца. Меняя интенсивность охлаждения рукава, воздействуют на форму рукава в зоне раздува. Интенсивность охлаждения рукава меняют изменением скорости (объемного расхода) охлаждающего воздуха, а также изменением температуры охлаждающего воздуха. При изменении расхода охлаждающего воздуха в интервале 0,008-0,025 устанавливают интенсивность охлаждения рукава, при которой рукав приобретает коническую форму. Недостаточное охлаждение приводит к цилиндрической форме рукава с диаметром, примерно равным диаметру кольцевой щели головки (так называемая ножка). При чрезмерно сильном охлаждении рукав приобретает бочкообразную форму.

Пример 1. Определяют продольную вязкость расплава полиами- да-6 в процессе формования рукавной пленки экструзией с раздувом. Радиус головки экструдера (начальный радиус рукава) составляет 0,075 м, начальная толщина 0,0012 м, усилие на тянущих валках 2,4 Н, перепад давления 4,8 Па, температура расплава, выходящего из головки, . Начиная с расхода охлаждающего воздуха 0,008 м/с и при каждом его увеличении на 5 м/с наблюдая форму рукава, достигают конусообразной формы рукава с углом конусности 31 при объемном расходе охлалсдающе- го воздуха 0,01 м З/с и его температуре 1У С. Объемный расход расплава полиамида-6 составляет 0,00001 . Расчет вязкости на различной высоте рукава производят по формуле, а измерение распределения температуры по высоте рукава - с помощью пирометра. Сравнивая рассчитанные значения вязкости для различных значений высоты рукава с измеренными значениями температуры при тех же значениях высоты рукава, получают значения вязкости полиамида-6 при различных температурах. 1

Пример 2. Определяют продольную вязкость расплава полиэтилена низкой плотности в процессе формования рукавной пленки экструзией с раздувом. Радиус головки экструдера (начальньш радиус рукава) составляет 0,25 м, начальная толщина плен

ки 0,0012 м, усилие на тянущих валках 4,2 Н, перепад даиления 3,2 Па, Начиная с расхода охлаждающего возп

духа 0,008 м /с и при каждом его увеличении на 5-10 м/с наблюдая форму рукава, достигают конусообразной формы рукава с углом конусности 28 при объемном расходе охлаждающего воздуха 0,0095 и его температуре 1У°С. Расчет вязкости на различной высоте рукава осуществляют по формуле, а измерение температуры - с помощью пирометра. Сравнивая рассчитанное значение вязкости для заданной высоты рукава с измеренным значением температуры на этой же высоте, получают значение вязкости ПЭЕП при определенной температуре.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет снизить время, затрачиваемое на одно измерение вязкости при 224 С, в пять раз, а предельную относительную погрешность этого измерения, складывающуюся из систематических и случайных погрешностей всех стадий измерения, снизить на 25%. Более точное измерение вязкости позволяет впоследствии более точно установить оптимальный технологический режим для получения качественно пленки. При этом, измерения проводятся б€ з остановки технологического процесса в производственных условиях, в результате чего отпадает необходимость в изготовлении специальной экспериментальной установки с изотермической 1самерой, отпадает необходимость снова превращать в исходное сырье готовую пленку получаемую при охлаждении пузыря с целью фиксации его формы по извест

ному способу, а также в пять раз снижается рабочее время, необходимое для измерения продольной вязкости при одной или нескольких температурах.

Формула изобретения

Способ определения продольной вязкости высоковязких жидкостей,включающий формирование рукавной пленки экструзией с раздувом,измерение растягивающего усилия и избыточного давления.,внутри

рукава, фиксирование геометрических параметров рукавной пленки, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и сокращения времени анализа, рукавную пленку охлаждают путем обдува холодным воздухом до образования конусообразной формы рукава и измеряют угол конусности рукава и температуру в заданной точке рукава, а продольную вязкость рассчитывают по формуле

()

V 2 If

0

0

где h - продольная вязкость в заданной точке рукава на соответствующей высоте L +

+Ztp, f - радиус рукава на высоте Z; ЛР - избыточное давление внутри

рукава,

F - растягивающее усилие, R - наибольший радиус рукава, () - объемная производительность

жидкоети

- угол конусности рукава; г - радиус кольцевой головки.

Изобретение относится к производству полимерных пленок и может быть использовано для определения продольной вязкости полимера в процессе формования рукавных пленок экструзией с раздувом. Целью изобретения является увеличение точности и сокращение времени анализа. Сущность изобретения заключается в охлаждении рукавной пленки холодным воздухом до образования конусообразной формы рукава, измерении геометрических параметров и температуры в заданной точке рукава, а также в расчете продольной вязкости. сл