Демонстрация степенной модели закона с помощью выдавливания

Для этого эксперимента через цилиндрическую матрицу будет экструдирован типичный термопластичный сополимер (ExxonMobil Paxon BA50, температура плавления ~204 °C) из полиэтилена высокой плотности (ПНД) плюс олефин с более длинной цепью.

1. Инициализация экструдера

1. Включите выхлопную трубу, когда будете готовы включить экструдер.
2. Заполните бункер и экструдер полимерными гранулами.
3. Убедитесь, что переключатель двигателя находится в положении «ВЫКЛ». Затем включите главный выключатель в положение «ВКЛ».
4. Установите температуру матрицы в диапазоне 220–250 °C, температуру в зоне 1 на 5–20 °C выше температуры расплава, а температуру в зоне 2 между температурой зоны 1 и температурой матрицы с помощью кнопок вверх/вниз на панели.
5. После того, как температуры всех нагреваемых зон достигнут заданных значений, подождите минимум 1 ч, чтобы расплавить полимер внутри экструдера. Это называется «термостойкостью», и это критически важно, потому что любое твердое вещество, оставшееся в расплаве, будет оказывать чрезмерно высокое давление на матрицу, что приведет к неравномерным потокам.

2. Экструдер

1. Включите мотор «ВКЛ» с помощью обоих переключателей.
2. Установите нужную скорость. Начните с низких оборотов и постепенно увеличивайте обороты по мере выхода полимера из кристалла, пока не будет достигнута желаемая скорость. Рекомендуется диапазон скоростей от 10 до 100 об/мин, но он сильно зависит от температуры. Ни при каких обстоятельствах не превышайте давление матрицы 3 000 фунтов на квадратный дюйм. Фунт на квадратный дюйм должен составлять <2 500 фунтов на квадратный дюйм.
3. Запустите экструдер в течение ~10 минут после достижения желаемой скорости. Периодически проверяйте бункер, чтобы убедиться в наличии в нем гранул смолы.
4. Предварительно взвесьте мерную чашку для сбора проб.
5. Измерьте расход, разрезав экструдат ножницами и собрав то, что выходит из матрицы в течение измеренных временных интервалов в мерной чашке. Матрица очень горячая, и к ней не следует прикасаться без защитных перчаток.
6. Взвесьте массу экструдата и измерьте диаметр ленты экструдата с помощью микрометра.
7. Переключите двигатель на другую скорость и подождите ~10 минут, прежде чем собирать данные.
8. При работе с более чем одной температурой кристалла подождите 15 минут после достижения новой температуры кристалла, прежде чем собирать данные. Сначала уменьшите скорость, если вы повысите температуру матрицы, чтобы избежать потери полимера во время перехода.
9. Повторные измерения расхода для различных условий эксплуатации.

3. Выключение экструдера

1. Собрав все нужные данные, выключите оба переключателя мотора экструдера.
2. Затем выключите «ВЫКЛЮЧИТЬ» главный выключатель.