Контроль качества входного сырья с помощью экструзионного пластометра

Любое перерабатываемое на производстве сырье должно обладать определенными параметрами и соответствовать нормативным стандартам качества. С этой целью в лабораториях и отделах контроля качества проводится входной контроль. Полимерная продукция подвергается всестороннему анализу:

• определение однородности сырья по гранулометрическому составу;
• наличие посторонних включений;
• влажность;
• ПТР (показатель текучести расплава);

Результаты входного контроля наглядно покажут, есть ли необходимость в последующей подготовке материала и корректировке способа переработки.

Одним из важнейших испытаний является определение текучести расплава. Измерение ПТР позволяет с высокой точностью определить технические свойства полимерного материала, что дает возможность заблаговременно подобрать наиболее рациональный метод его переработки. Кроме того, по результатам испытания станет понятно, можно ли использовать такое сырье в дальнейшей переработке.

Определение текучести расплава сводится к вычислению скорости течения расплава термопласта сквозь капилляр стандартного размера при заданных показателях температуры и давления. Единица измерения – граммы экструдированного полимера за 10 минут. ПТР прямо пропорционален текучести расплава полимера и обратно пропорционален его вязкости.

Методы измерения ПТР с помощью экструзионного пластометра

Экструзионный пластометр – это классический прибор, с помощью которого происходит определение ПТР. С помощью него проводится испытание, позволяющее точно оценить соответствие сырья всем технологическим параметрам.

Методы тестирования регламентированы ГОСТом 11645-73. В нем содержится информация об устройстве вычисления ПТР, алгоритме подготовки образцов к тестированию, подробное описание процесса испытания и разъяснение способа интерпретации результатов анализа.

Отечественному ГОСТу соответствует европейский стандарт ISO 1133-76 и американский ASTMB 1238-73. Последний имеет свои особенности, отличающиеся от российского стандарта. Например, объемный ПТР вычисляется автоматически с использованием индикатора перемещения поршня. Помимо этого, происходит определение текучести расплава в рамках единого эксперимента при различных нагрузках.

Классические методы измерений:

1. Метод А (массовый метод определения ПТР) согласно ГОСТ 11645-73, ISO 1133-76, ASTMB 1238-73. Анализируется средняя масса экструдируемого вещества в граммах за 10 минут.
2. Метод Б (объемный метод определения ПТР) согласно ISO 1133-76, ASTMB 1238-73. Анализируется объем экструдируемого вещества в кубических сантиметрах за единицу времени. Есть несколько вариантов его определения:

• замерить перемещения поршня за заданный промежуток времени;
• замерить временной промежуток для заданного перемещения поршня;
• соотнести MFR/MVR, что и будет являться плотностью термопластичного материала – если задана конкретная температура плавления, прибор измерит этот показатель.

Особенности экструзионных пластометров

Чтобы обеспечить максимальную простоту и оперативность входного контроля качества сырья, необходимо понимать, какими характеристиками обладает специально предназначенное для этого оборудование:

• можно проводить испытания только по одному методу А.
• можно проводить испытания по двум методам А и Б, если устройство оборудовано датчиком хода поршня;
• обрезание экструдируемого вещества вручную или автоматически;
• использование модели с автоматическим механизмом замены грузов в ходе тестирования;
• наличие дисплея, на который выводятся результаты испытания, отправка на печать либо передача информации на персональный компьютер.
• Для испытаний более агрессивных пластиков (например, ПВХ) существуют модифицированные версии пластометров, элементы которых выполнены из сплава, устойчивого к коррозии – Hostelloy.

Гравиметрический (массовый) метод определения ПТР

Для этого существует простой в эксплуатации ручной прибор, который выдавливает расплавленное вещество сквозь сопло, затем экструдат обрезается вручную или автоматически и взвешивается на аналитических весах.

Комплексный метод определения ПТР

Для более полной оценки соответствия полимерного сырья конкретным характеристикам можно использовать экструзионные пластометры, позволяющие проводить определение ПТР объемным и гравиметрическим методом одновременно.

Встроенный датчик хода поршня измеряет объем экструдата за определенный промежуток времени. Сам же объемный индекс расплава вычисляется на основе 40 значений.

Немаловажной характеристикой полимеров является их устойчивость к продолжительному нагреву.

Проанализировать этот показатель помогает функция «температурная деградация», которой оснащены современные пластометры Noselab ATS. Она отслеживает, как изменяется индекс расплава за время, пока образец находится в камере.