Формующие головки (Реология)

Формующая головка представляет собой цельный кусок закаленной стали или карбида вольфрама, прошедший машинную обработку и имеющий цилиндрическую форму после чего через его центр пройдет цилиндрическое отверствие (капилляр) с помощью электроэрозийной обработки. Иногда для описания головки используют термин "капилляр". Головки могут быть выполнены из различных материлов, например, из нержавеющей стали (Stavax) или сплавов никеля (Hastelloy) для работы с коррозионными образцами. Испытываемый образец вытекает через капилляр. Формующие головки в реологии используют на устройствах, измеряющих скорость течения расплава и на капиллярных реометрах. Они могут иметь различную форму профиля и отвечают требованиям различных стандартов.

Формующие головки характеризуются длиной и диаметром капилляра, а также формой входного отверстия капилляра. Головки часто характеризуются "отношением длины к диаметру" или "Д/Д" и углом выхода: например, если длина капилляра 20 мм, диаметр 1 мм, а входное отверстие имеет угол конуса при вершине 90°, то такую формующую головку можно описать следующим образом - диаметр капилляра 1 мм, Д/Д=20, коническое отверстие под углом 90°. Плоское отверстие соответствует 180°. С помощью машинной обработки можно получать специальные головки с очень коротким капилляром, обычно длиной около 0,25 мм: их называют головками с "нулевой" длиной, их можно использовать для прямого измерения падения входного давления.

Стандартная головка экструдера для измерения скорости потока расплава имеет капилляр с плоским отверстием диаметром 2,095 мм и длиной 8 мм. Специальные методы испытаний требуют более длинные капилляры и конической формы отверстия (ASTM D3364 для испытаний ПВХ).

Головки для капиллярных реометров варьируются в диаметре от менее 0,5 мм до более чем 2 мм, от "нулевой" длины до 40 мм или более. Входное отверстие обычно имеет плоскую форму или коническую форму с углом 90°.

Стандарты рекомендуют проводить коррекцию Бэгли на двух различных головках, имеющих капиллярное отверстие того же диаметра, но разной длины; для других коррекций существуют отличные требования (например, две головки с одинаковым отношением Д/Д для определения скорости пристенного скольжения по методу Муни).

Ссылки

  • ISO 11443: 2005 “Определение текучести пластмасс с применением капиллярных или щелевых реометров”
  • ISO 1133:2005 "Пластмассы - Определение массовой скорости течения расплава (MFR) и объемной скорости течения расплава (MVR) термопластов”
  • ASTM D3835-09 “Стандартный метод испытания по определению свойств полимерных материалов с помощью капиллярного реометра”
  • ASTM D1238-10 "Стандартный метод определения скоростей течения расплавов термопластов с помощью экструзионного пластометра“