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Rheologische Prüfverfahren

Unsere UL Prüfeinrichtungen bieten verschiedene rheologischen Prüfungen an.

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Schmelzindex

Temperatur wird eine Polymer-Schmelze durch eine genormte Düse extrudiert. Die Schmelze-Masse-Fließrate (MFR) gibt hierbei die Masse, die Schmelze-Volumen-Fließrate (MVR) das Volumen der Extrusion in einem definierten Zeitraum von 10 min an.

Normen für den Schmelzindex

ISO 1133, ASTM D1238, JIS K7210 oder vergleichbare Normen

Schmelzindex: Intrinsische Schmelze-Massefließrate (IMFR) – ISO 1133

Schmelzindex: Intrinsische Schmelze-Volumenfließrate (IMVR) – ISO 1133

Schmelzviskosität

In diesem Versuch wird in einem Kapillar-Rheometer das Fließverhalten von Kunststoffschmelzen untersucht.

Bei der Extrusion einer Kunststoffschmelze durch eine Kapillare mit definierten Abmessungen werden je nach Gerät Prüfdruck oder Volumendurchsatz ermittelt. Aus diesen Messgrößen werden die Scherviskosität [Pas] und die Schergeschwindigkeit [1/s] berechnet und als Scherviskositätsfunktion dargestellt. Die Scherviskositätsfunktion dient ihrerseits als Grundlage, die Verarbeitbarkeit einer Formmasse beurteilen zu können. Das Fließverhalten einer Formmasse hängt wiederum von deren molekularer Struktur ab.

Normen für die Schmelzviskosität

DIN 54811*, ISO 11443 oder vergleichbare Normen

*Norm wurde zurückgezogen

Lösungsviskosität

Dieses Prüfverfahren bestimmt die Viskositätszahl von Thermoplasten.

Dabei werden die Durchlaufzeiten eines gelösten Polymers durch ein Ubbelohde-Viskosimeter gemessen, um anschließend den Viskositätsunterschied zwischen Polymerlösung und seinem Lösungsmittel zu ermitteln.

Daraus lässt sich unter Berücksichtigung der Massekonzentration der Polymerlösung die Viskositätszahl des geprüften Polymers bestimmen.

Die Viskositätszahl lässt sich mit der Molmasse eines Polymers korrelieren. Durch starke Beanspruchung, z. B. während der Verarbeitung, erfolgt häufig ein molekularer Abbau des Polymers. Ein derartiger Effekt lässt sich über die Ermittlung der Viskositätszahl quantifizieren. Auch molekulare Veränderungen infolge von Lagerungen in Medien sind über dieses Verfahren detektierbar.

Normen für die Lösungsviskosität

DIN 51562, ISO 1628-1, ISO 1628-4 oder vergleichbare Normen

Oszillierende Scherung

Dieses Verfahren dient zur Ermittlung der dynamisch-mechanischen Eigenschaften von Kunststoffschmelzen. Über die exakte Bestimmung der komplexen Viskosität einer Kunststoffschmelze wird die Grenze der thermischen Stabilität bestimmt. In einem Platte-Platte-Rheometer wird eine Kunststoffschmelze einer harmonischen Scherdeformation ausgesetzt und die Materialantwort in Form einer harmonischen Schubspannung detektiert. Es ergeben sich der Speichermodul G’ sowie der Verlustmodul G’’ und Verlustfaktor tan δ . Aus dem Speicher- und Verlustmodul lässt sich als eigentliche Messgröße die so genannte komplexe Viskosität berechnen

Eine oszillatorische Scherung im Bereich kleiner Amplituden übernimmt während einer Messung die Funktion einer abtastenden Sonde. Die Messung ist somit wesentlich genauer als bei Versuchen unter stationärer Scherströmung (Kapillar-Rheometer, MFR). Mit diesem Verfahren kann u. a. die Nullviskosität, der linear-viskoelastische Bereich oder die thermische Stabilität von Schmelzen hoch aufgelöst quantifiziert werden.

Normen für oszillierende Scherbelastung

ISO 6721-10, ASTM D4440 oder gleichwertige Normen

Ergebnisse der oszillatorischen Scherprüfung

Darstellung der komplexen Viskosität einer Kunststoffschmelze in einem so genannten „time-sweep“. Eine Abweichung der komplexen Viskosität von 5 % bezogen auf ihren Ausgangswert kennzeichnet die Grenze der thermischen Stabilität einer Schmelze.

Prüfkörper

Rundplatte, Durchmesser D = 25 mm, Stärke d = 1,7 mm

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