Reologiche

Grado di fluidità MFI/MFR (cod. F.1)

L’indice di fluidità di massa (MFI) viene determinato mediante una misura di viscosità allo stato fuso. L'MFI rappresenta la quantità di polimero, espressa in grammi, che fuoriesce da un capillare di dimensioni standard sotto un peso standard (0.325, 1.2, 2.16, 5, 10 o 21.6 kg) in condizioni di temperatura e di tempo definite nelle norme ASTM D 1238 e ISO 1133.

Con i valori di MFI registrati con diversi pesi applicati, è possibile determinare la curva di flusso del materiale.

L'indice MFI del PVC si misura applicando il metodo di prova ASTM D 3364, alla temperatura di 175°C, utilizzando un apposito ugello e applicando un peso di 20 kg.

Curve di flusso con reom. capillare (cod. F.2)

Determinazione delle curve di flusso a temperatura costante di materiali polimerici termoplastici a deformazione variabile tra 100 e 2000 s-1 . Determinazione della viscosità reale applicando le correzioni di Rabinowitch e di Bagley con reometro capillare utilizzando capillari con rapporti L/D variabili tra 5 e 30 in un intervallo di temperatura tra 120° e 300°C.

Reometria rotazionale oscillante piatto-piatto e piatto-cono (cod. F.3-4)

Determinazione della curva di flusso (tra 0.1 a 200 s-1) con reometro oscillante con geometria piatto-piatto (cod. F.3) in un intervallo di temperatura variabile tra 25-250°C è utilizzato per determinare:

- il comportamento viscoelastico allo stato fuso di miscele polimeriche di materiali termoplastici a sforzo costante

- il comportamento viscoelastico di termo-indurenti ed elastomeri a deformazione costante e la cinetica di reticolazione misurando il modoulo G' in funzione della temperatura o in condizioni isoterme.

Determinazione della curva di flusso (tra 0.1 a 200 s-1) con reometro oscillante con geometria piatto-cono (cod. F.4) in un intervallo di temperatura variabile tra 25-250°C. Metodo utilizzato per determinare la cinetica di reticolazione misurando il modoulo G' in funzione della temperatura o in condizioni isoterme, in termo-indurenti ed elastomeri in presenza di cariche di rinforzo e in emulsione acquosa a deformazione costante.

Reom. rotazionale a cilindri coassiali (cod. F.5)

Il reometro rotazionale a cilindri coassiali è formato da una tazza cilindrica contenente un rotore coassiale che ruota ad una velocità controllata. Il rotore coassiale è posto in rotazione con velocità angolare Ω per applicazione di un momento torcente M. In questo caso il fluido polimerico è posto tra le due superfici cilindriche, ad una distanza h e a una velocità di deformazione costante come richiesto dalla norma ISO 3219.

Il reometro a cilindri coassiali è utile per determinare in un intervallo di temperature variabile tra 20° e 90°C :

- la viscosità dinamica (Pa s) e lo sforzo (Pa) in un intervallo di velocità di deformazioni compreso tra 0.1 e 100 s-1

- la tixotropia di miscele polimeriche (modello di Bingham);

- l'effetto sulla viscosità di agenti emulsionanti o di modificanti reologici.

NOTA : In caso di viscosità molto elevate la stessa norma prevede l'impiego di un reometro rotazionale per la determinazione della viscosità dinamica, con geometria piatto-cono a 23°C, con le seguenti velocità di deformazione (1/s): 1.0, 2.5, 5.0, 10.0, 25.0, 50.0 e 100.0 (sono ammessi anche valori multipli di 100 e di 1/100). Il valore della viscosità cinematica (in cSt o m2/s) per ogni velocità di deformazione è calcolato dividendo la viscosità dinamica (Pa s) per la densità (kg/m3) del campione alla stessa temperatura.

Viscosità intrinseca di PET e Poliammidi (cod. F.6-7)

PET (cod. F.6): Determinazione della Viscosità Intrinseca (IV) con viscosimetro Ubbelohde Type 1B del PET in accordo con i metodi ASTM D4603 e ISO 1628-5. La viscosità intrinseca (IV) è calcolata su soluzioni a concentrazione di ca 0.5 g/dL di PET misurando il tempo necessario per far fluire un certo volume di soluzione attraverso un capillare di vetro di un viscosimetro Ubbelohde a 30.0±0.1°C. Il campione viene disciolto in una soluzione di fenolo e tetracloroetano, composta dal 60% in peso di fenolo e dal 40% di tetracloroetano.

POLIAMMIDI (cod. F.7): Determinazione della Viscosità intrinseca (IV) con viscosimetro Ubbelohde Type 1B per poliammidi in accordo con ISO 307. La viscosità intrinseca (IV) è calcolata su soluzioni a concentrazione di ca 0.5 g/dL di poliammide misurando il tempo necessario per far fluire un certo volume di soluzione attraverso un capillare di vetro di un viscosimetro Ubbelohde a 30.0±0.1°C. Il campione viene disciolto in acido formico al 60%.

Viscosità cinematica oli lubrificanti (cod. F.8)

Determinazione della viscosità cinematica con viscosimetro Ubbelohde Type I e Ic per oli lubrificanti come da ISO 3105.

L'indice di viscosità è calcolata con la ISO 2909, mentre la viscosità cinematica è misurata secondo la ISO 3104 con bagno termostatico a:

i) 30 °C

ii) 70 °C

iii) 110 °C

Viscosità cinematica con tazza ISO 6 (cod. F.9)

La prova viene eseguita in accordo con le norme ISO 2431 e ASTM D 5125.

Per la misura della viscosità cinematica (in centistokes, cSt) viene impiegata una tazza con un ugello dal quale di fa defluire per gravità il liquido di cui si vuole misurare la viscosità. Il tempo impiegato dal liquido per svuotare completamente la tazza è legato alla viscosità secondo la seguente formula:

Viscosità cinematica [cSt] = K * tempo di efflusso[s] – (C/tempo di efflusso[s])

Per la prova si utilizza una tazza ISO 6 da 100 ml, con diametro dell'ugello di 6 mm e avente costanti K = 6.9 e C = 570. In queste condizioni si misurano viscosità variabili da 130 a 700 centistokes.

È inoltre possibile calcolare la viscosità dinamica (in mPa s), moltiplicando la viscosità cinematica (in cSt) per la densità apparente del campione (in g/cm^3) misurata alla stessa temperatura con un picnometro da 50 mL secondo la norma ISO 2811.

Viscosità dinamica con viscosimetro Brookfield (cod. F.10)

Il viscosimetro Brookfield misura la forza necessaria per mantenere in rotazione una girante (che può avere forma di cilindro o di disco) a velocità angolare costante immersa nel fluido da misurare, ad una data temperatura. Le misure sono eseguite in accordo con la norma ISO 2555.

Con questo strumento, a seconda del tipo di girante utilizzata e della velocità di rotazione impostata, si possono misurare viscosità dinamiche comprese tra 100 e 100000 mPa s.

Miscelazione reattiva in brabender (cod. F.11)

- Preparazione di miscele con materiali termoplastici per lo studio di formulati per estrusori bivite, termoplastici reticolati (TPV) e reticolazione di elastomeri.

- Determinazione delle condizioni di lavorazione del PVC in funzione del contenuto di plastificanti.

- Andamento del momento torcente in funzione della velocità dei rotori, della temperatura e del tempo di mescolamento.

Miscelazione con estrusore bivite (cod. F.12)

Determinazione delle condizioni operative per la miscelazione a caldo con estrusore bi-vite con diam. 26 mm e una lunghezza di 1040 mm (L/D=40). Il profilo delle viti, modificabile a seconda dei materiali utilizzati, è formato da cinque zone della lunghezza di ca 200 mm cadauno: tre zone di miscelazione, una di trasporto e una di compressione. L’estrusore è equipaggiato con due alimentatori : uno a singola coclea con un numero di giri variabile tra 1-100 rpm (adatto per polimeri in granuli), mentre l’altro a doppia coclea con un numero di giri variabile tra 1-50 rpm (adatto per polveri come cariche, additivi, pigmenti ecc.). La potenza del motore per l’azionamento delle viti è pari a 16 kW alla massima velocità di 500 rpm. Il controllo della temperatura del cilindro dell’estrusore è suddiviso in 9 zone e una sulla testa di estrusione avente quattro uscite con diametro di 4 mm cadauna. Un sensore di pressione è posizionato sulla testa di estrusione come controllo di processo. In caso di materiali contenenti acqua o altri vapori, è previsto l’uso di una pompa da vuoto per la loro eliminazione dal polimero fuso nella zona di compressione. Il materiale estruso è raffreddato con bagno ad acqua (o ad aria) e granulato con una taglierina a velocità variabile da 10-70 rpm. La portata oraria dell’estrusore bivite è di ca 22 kg/h con una velocità delle viti di 300 rpm. (Nel costo sono esclusi i costi per l’acquisto dei materiali e degli additivi.)