Reologiche

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.

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.

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.

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.

- 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.

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.)