Utilizzo di un estrusore di gomma in scala di laboratorio nel test della gomma non vulcanizzata

Per ampliare la varietà di metodi di prova rilevanti per il processo per le applicazioni della gomma, sono disponibili estrusori di gomma in scala di laboratorio (con alimentatori a rulli) per i reometri di coppia. Questi estrusori di misura sono appositamente progettati per simulare i processi di estrusione e contemporaneamente per controllare e valutare i parametri di processo.

La misurazione macchina per estrusore di gomma possono essere facilmente equipaggiati con un gran numero di matrici che, in base alla loro geometria, si prestano a svariate applicazioni. Di seguito vengono presentati tre diversi metodi che possono essere utili per risolvere i problemi nella lavorazione della gomma non vulcanizzata.

Misurazione capillare estrusione automatica Le misurazioni capillari mostrano il loro vantaggio laddove sono richieste informazioni sul comportamento del flusso di un composto non vulcanizzato come valore assoluto.

I processi di stampaggio a iniezione (ad es. per guarnizioni e O-ring) possono essere menzionati come applicazione, in cui i fattori reologici influenzano in larga misura il successo del processo. A causa degli spazi ridotti e dell'elevata velocità di fluidità della mescola di gomma, nei canali di iniezione possono verificarsi velocità di taglio estremamente elevate. Per contro, il riempimento finale dello stampo è lento e il taglio applicato è basso.

Di norma, le mescole di gomma mostrano un comportamento di scorrimento pseudoplastico. Durante la lavorazione possono essere esercitate diverse sollecitazioni di taglio su una mescola di gomma. Poiché la viscosità è fortemente dipendente dalle velocità di taglio, è imperativo che la viscosità sia caratterizzata in funzione delle velocità di taglio rilevanti. L'obiettivo principale dell'ingegnere di processo è la determinazione di queste relazioni per il processo di stampaggio a iniezione.

Nel caso di misure di capillari di estrusione, il composto viene forzato attraverso un capillare a fessura e una filiera capillare ad asta. La filiera del capillare a fessura copre un intervallo di velocità di taglio che di solito è dannoso nel processo di estrusione. Il flusso di materiale nel capillare più piccolo dell'asta raggiunge velocità di taglio molto più elevate, che sono maggiormente correlate al processo di stampaggio a iniezione. I fattori reologici sono calcolati dalla pressione differenziale e dalla portata volumetrica.

Il grande vantaggio delle misurazioni capillari per estrusione è che il campione viene fatto fluire in condizioni di processo.

Poiché questo test può essere eseguito in modo completamente automatico, è adatto anche per una differenziazione rapida e molto accurata del controllo di qualità di diversi lotti.

Die Swell Behavior Oltre alla viscosità, l'elasticità del polimero fuso influenza notevolmente la lavorazione e il prodotto finale. I componenti dei pneumatici come i profili del battistrada devono essere estrusi con tolleranze molto strette. Il successo di questo processo dipende dall'uniformità del polimero di gomma grezza che viene utilizzato per il composto. Se questo materiale di base differisce leggermente nel suo comportamento elastico, le tolleranze date per il prodotto finale, tale uniformità, non possono essere raggiunte. Per garantire che il processo non superi la tolleranza, il test di rigonfiamento dello stampo può essere un utile strumento di controllo della qualità.

Per questo test, che può essere direttamente collegato alla misura capillare sopra descritta, un sensore laser misura contemporaneamente lo swell del trefolo estruso. La viscosità e il rigonfiamento, che è una misura dell'elasticità, vengono valutati in funzione della velocità di taglio applicata. I test mostrano molto chiaramente che il comportamento della viscosità di entrambi i composti mostra un assottigliamento al taglio e differisce poco. D'altra parte il comportamento elastico di entrambi i campioni è estremamente diverso. Con queste informazioni, l'elaborazione di un composto può essere facilmente ottimizzata. Test empirici che richiedono tempo e denaro per es. la progettazione di un nuovo stampo su macchine in scala di produzione può essere ridotta al minimo.3