Polymer Rheology
Pendahuluan
Rheology adalah bidang ilmu yang mempelajari perilaku
fluida.
Karakterisasi rheology merupakan alat yang pen...
Pentingnya Rheology
Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi aliran
polimer.
Memprediksi kondisi pemrosesan yang...
3 principal reasons for “Rheological Testing”
The first step in any rheological experiment is to identify the purpose of y...
Tipe Fluida
Cairan Newtonian : Viskositas tidak dipengaruhi oleh
kecepatan geser (shear rate)
Cairan Non-Newtonian : Vis...
Tipe Fluida6
Weissenberg Effect (Rod Climbing Effect)
Difference in liquid climb-up behavior on a rotating rod between (a) 4 wt % aqueo...
Liquid jets of (a) 4 wt%
aqueous solution of
polyacrylamide
(viscoelastic fluid) and
(b) glycerin (Newtonian
fluid) upon l...
Melt Flow Rate
9
Melt Flow Rate (MFR)
 MFR : Kecepatan alir massa/volume lelehen polimer dalam silinder
dengan ukuran tertentu, beban tert...
Melt Flow Rate (MFR)
Pengujian ini tidak disarankan untuk :
Termoplastik mudah terhidrolisa, terkondensasi atau tercross...
Metode Uji
ISO 1133 : Determination of the melt mass-flow rate
(MFR) and melt volume-flow rate (MVR) of thermoplastics
A...
Skema Alat MFR13
Kondisi Pengujian MFR14
Perhitungan MFR dan MVR
Melt Volume Flow Rate
Dimana:
l = panjang yg ditempuh oleh lelehan
polimer, [cm]
A = luas permukaa...
Pengujian MFR #1
16
Pengujian MFR #1
17
18
Hubungan MFR – Metode Pemrosesan19
Material: PP
Material: PE
Hubungan MFI dengan Spiral Flow20
Hubungan BM – MFR21
Material LDPE
Hubungan MFI dengan Berat Molekul22
Capillary Rheometer
(Melt Viscosity)
23
Capillary rheometer digunakan untuk mengukur shear
viscosity dari lelehan polimer.
Metode ini dapat melihat hubungan ant...
Metode Uji
ASTM D3835 : Standard Test Method for Determination of
Properties of Polymeric Materials by Means of a Capilla...
Extrusion Type Capillary Rheometer27
Rod Capillary Die28
Pressure sensor
dl
Die length
pressure
Entrance pressure effect
pressure drop
dp
Rod Capillary Die29
Pressure gradient:
Volume flow :
Shear stress :
Shear Rate :
Viscosity :
p
'
=
dp
dl
Q=
V
t
'
p
r
=τ ...
Measuring Principle30
Weissenberg-Rabinowitsch Correction
Calculation for Newtonian Liquids :
Calculation for NON-Newtonian Liquids :
31
Shear...
Contoh Kriteria Melt Properties Dalam
Pemrosesan Plastik
32
Hubungan Viskositas dengan Shear Rate33
Contoh: Polyethylene Rheology pada 150oC34
10.001.000E-4 1.00E-3 0.01000 0.1000 1.000
shear rate (1/s)
1000000
1000
10000
...
35
of 34

Polymer Rheology

Melt flow rate and melt viscosity measurement
Published on: Mar 4, 2016
Published in: Technology      
Source: www.slideshare.net


Transcripts - Polymer Rheology

  • 1. Polymer Rheology
  • 2. Pendahuluan Rheology adalah bidang ilmu yang mempelajari perilaku fluida. Karakterisasi rheology merupakan alat yang penting untuk mempelajari distribusi berat molekul polimer, serta untuk pemecahan masalah, mengoptimalkan, dan merancang peralatan pengolahan. Viskositas adalah parameter bahan yang paling banyak digunakan saat menentukan perilaku polimer selama pemrosesan. 2
  • 3. Pentingnya Rheology Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi aliran polimer. Memprediksi kondisi pemrosesan yang kompleks. Berhubungan dengan parameter kualitatif dan kuantitatif seperti keluaran dan sifat material yang digunakan. Untuk menentukan jenis polimer yang tepat untuk kondisi pemrosesan tertentu. Mempelajari hubungan sifat-sifat rheology dengan struktur material. 3
  • 4. 3 principal reasons for “Rheological Testing” The first step in any rheological experiment is to identify the purpose of your experiment.  Characterization of structure in terms of: MW, MWD, formulation, state of flocculation, etc.  Predicting process performance, such as: Extrusion, blow molding, pumping, leveling, etc.  Understand end-use performance Strength, use temperature, dimensional stability, settling stability, etc. 4
  • 5. Tipe Fluida Cairan Newtonian : Viskositas tidak dipengaruhi oleh kecepatan geser (shear rate) Cairan Non-Newtonian : Viskositas dipengaruhi oleh kecepatan geser Pseudoplastic flow (Shear Thinning) Dilatant (Shear Thickening) Bingham 5
  • 6. Tipe Fluida6
  • 7. Weissenberg Effect (Rod Climbing Effect) Difference in liquid climb-up behavior on a rotating rod between (a) 4 wt % aqueous solution of polyacrylamide (viscoelastic fluid) and (b) glycerin (Newtonian fluid). 7
  • 8. Liquid jets of (a) 4 wt% aqueous solution of polyacrylamide (viscoelastic fluid) and (b) glycerin (Newtonian fluid) upon leaving a cylindrical tube 8
  • 9. Melt Flow Rate 9
  • 10. Melt Flow Rate (MFR)  MFR : Kecepatan alir massa/volume lelehen polimer dalam silinder dengan ukuran tertentu, beban tertentu dan pada suhu tertentu. Satuan : g/10 menit atau cm3/10 menit Aplikasi :  Kontrol kualitas produk terutama untuk polyolefin  Untuk mengetahui kondisi pemrosesan  Untuk membandingkan sifat lelehan antara unfilled dan filled termoplastik  Digunakan untuk mengembangkan sebuah nilai referensi 10
  • 11. Melt Flow Rate (MFR) Pengujian ini tidak disarankan untuk : Termoplastik mudah terhidrolisa, terkondensasi atau tercross- link Termoset dan karet 11
  • 12. Metode Uji ISO 1133 : Determination of the melt mass-flow rate (MFR) and melt volume-flow rate (MVR) of thermoplastics ASTM D1238 : Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer 12
  • 13. Skema Alat MFR13
  • 14. Kondisi Pengujian MFR14
  • 15. Perhitungan MFR dan MVR Melt Volume Flow Rate Dimana: l = panjang yg ditempuh oleh lelehan polimer, [cm] A = luas permukaan, [cm2] = 0.71106 cm2 t = waktu yang diperlukan untuk menempuh l, [s] Melt Mass Flow Rate Dimana: l = jarak yg ditempuh oleh piston, [cm] A = luas permukaan, [cm2] = 0.71106 cm2  = Melt density [g/cm3] t = waktu yang diperlukan untuk menempuh l, [s] 15 MVR = l.A.600 t MFR = l.A..600 t
  • 16. Pengujian MFR #1 16
  • 17. Pengujian MFR #1 17
  • 18. 18
  • 19. Hubungan MFR – Metode Pemrosesan19 Material: PP Material: PE
  • 20. Hubungan MFI dengan Spiral Flow20
  • 21. Hubungan BM – MFR21 Material LDPE
  • 22. Hubungan MFI dengan Berat Molekul22
  • 23. Capillary Rheometer (Melt Viscosity) 23
  • 24. Capillary rheometer digunakan untuk mengukur shear viscosity dari lelehan polimer. Metode ini dapat melihat hubungan antara viskositas lelehan dengan shear rate dari suatu fluida non Newtonian dan pada saat yang sama melihat pengaruh temperatur terhadap viskositas. Data yang diperoleh terutama digunakan untuk program simulasi (contohnya untuk simulasi injection molding). 24
  • 25. Metode Uji ASTM D3835 : Standard Test Method for Determination of Properties of Polymeric Materials by Means of a Capillary Rheometer 25
  • 26. Extrusion Type Capillary Rheometer27
  • 27. Rod Capillary Die28 Pressure sensor dl Die length pressure Entrance pressure effect pressure drop dp
  • 28. Rod Capillary Die29 Pressure gradient: Volume flow : Shear stress : Shear Rate : Viscosity : p ' = dp dl Q= V t ' p r =τ  2 3 4 rπ Q =γ    γ τ =η 
  • 29. Measuring Principle30
  • 30. Weissenberg-Rabinowitsch Correction Calculation for Newtonian Liquids : Calculation for NON-Newtonian Liquids : 31 Shear stress : Shear Rate : ' p r =τ  2 3. 4 rπ Q =γapp    Shear stress : Shear Rate : ' p r =τ  2
  • 31. Contoh Kriteria Melt Properties Dalam Pemrosesan Plastik 32
  • 32. Hubungan Viskositas dengan Shear Rate33
  • 33. Contoh: Polyethylene Rheology pada 150oC34 10.001.000E-4 1.00E-3 0.01000 0.1000 1.000 shear rate (1/s) 1000000 1000 10000 100000 viscosity(Pa.s) HDPE LDPE LLDPE
  • 34. 35

Related Documents