Usando máquina extrusora de borracha em escala de laboratório no teste de borracha não vulcanizada

Para ampliar a variedade de métodos de teste relevantes ao processo para aplicações de borracha, extrusoras de borracha em escala de laboratório (com alimentadores de rolo) estão disponíveis para reômetros de torque. Essas extrusoras de medição são especialmente projetadas para simular processos de extrusão e, simultaneamente, controlar e avaliar os parâmetros do processo.

A medição máquina extrusora de borracha pode ser facilmente equipado com um grande número de matrizes que, de acordo com sua geometria, são adequadas para uma variedade de aplicações. Três métodos diferentes são apresentados a seguir, que podem ser úteis na solução de problemas no processamento de borracha não vulcanizada.

Medição automática de extrusão-capilar As medições capilares mostram sua vantagem quando as informações sobre o comportamento do fluxo de um composto não vulcanizado são necessárias como um valor absoluto.

Os processos de moldagem por injeção (por exemplo, para vedações e O-rings) podem ser mencionados como uma aplicação, onde fatores reológicos influenciam em grande medida o sucesso do processo. Devido às folgas estreitas e à alta taxa de fluxo do composto de borracha, taxas de cisalhamento extremamente altas podem ocorrer nos canais de injeção. Por outro lado, o enchimento final do molde é lento e o cisalhamento aplicado é baixo.

Como regra, os compostos de borracha exibem um comportamento de fluxo pseudo-plástico. Várias tensões de cisalhamento podem ser exercidas em um composto de borracha durante o processamento. Como a viscosidade é altamente dependente das taxas de cisalhamento, é imperativo que a viscosidade seja caracterizada como uma função das taxas de cisalhamento relevantes. O principal objetivo do engenheiro de processamento é a determinação dessas relações para o processo de moldagem por injeção.

No caso de medições capilares de extrusão, o composto é forçado através de um capilar de fenda e um molde capilar de haste. A matriz capilar de fenda cobre uma faixa de taxa de cisalhamento que geralmente é precisa no processo de extrusão. O fluxo de material no capilar da haste menor atinge taxas de cisalhamento muito mais altas, que se correlacionam mais com o processo de moldagem por injeção. Os fatores reológicos são calculados a partir da pressão diferencial e da vazão volumétrica.

A grande vantagem das medições de extrusão-capilar é que a amostra é feita para fluir nas condições do processo.

Como esse teste pode ser executado de forma totalmente automática, ele também é adequado para uma diferenciação de controle de qualidade muito rápida e precisa de diferentes lotes.

Comportamento de expansão do molde Além da viscosidade, a elasticidade do polímero fundido influencia muito o processamento e o produto final. Os componentes do pneu, como perfis de piso, devem ser extrudados com tolerâncias muito estreitas. O sucesso desse processo depende da uniformidade do polímero de borracha bruto que é usado para o composto. Se este material básico difere ligeiramente em seu comportamento elástico, as tolerâncias dadas para o produto final, tal uniformidade, não podem ser alcançadas. Para garantir que seu processo não saia da tolerância, o teste de dilatação da matriz pode ser um instrumento de controle de qualidade útil.

Para este teste, que pode ser diretamente vinculado à medição capilar descrita acima, um sensor a laser mede simultaneamente o intumescimento do fio extrudado. A viscosidade e a dilatação da matriz, que é uma medida da elasticidade, são avaliadas como uma função da taxa de cisalhamento aplicada. Os testes mostram muito claramente que o comportamento da viscosidade de ambos os compostos apresenta afinamento por cisalhamento e dificilmente diferem. Por outro lado, o comportamento elástico de ambas as amostras é extremamente diferente. Com essas informações, o processamento de um composto pode ser facilmente otimizado. Testes empíricos que consomem tempo e dinheiro para, por ex. projetar uma nova matriz em máquinas em escala de produção pode ser minimizado.