Einsatz von DMS- und Piezomeßtechnik zur direkten Schubspannungsermittlung in der Kapillarrheometrie

Zusammenfassung Der Stand der Kapillarheometrie mit den Vor- und Nachteilen der einzelnen Systeme und Meßverfahren wird dargestellt. Ausgehend von diesem Stand werden zwei alternative Meßverfahren, nämlich Piezo-Einzelkraftund DMS-Meßverfahren, zur direkten Schubspannungsermittlung besprochen und eine nach diesem Prinzip konzipierte Versuchsdüse vorgestellt. Die mit dieser Düse erhaltenen Meßergebnisse zeigen im Vergleich zu konventionell, d. h. unter Anwendung des Bagley-Verfahrens, ermittelten Fließkurven im Falle der Einzelkraftmessung gute Übereinstimmung. Das Problem der Einlaufdruckkorrektur ist bei diesem Konzept von vornherein nicht vorhanden, und der ununterbrochene Fließkanal erlaubt, bei entsprechender Erweiterung auf zwei Kraftaufnehmer, einen unproblematischen Einsatz im On-line- oder sogar im In-line-Betrieb in der Polymerverarbeitung.Schlüsselwörter Rheometrie; Kapillarrheometrie; Schubspannungsermittlung; Piezokraftmessung; DMS-Anwendung; Kunststoffschmelzen; On-line-Rheometrie

---

The state-of-the-art of capillary rheometry, especially the advantages and disadvantages of different systems, is presented. Two measuring methods, a piezo single-force transducer, and a strain-gauge device combined in a testing die are compared. The strain gauges are fixed at the outside of a small capillary to detect the resulting wall shear stress between inner surface of the die and polymer flow by measuring the axial strain in the wall of the die. The single force method uses an elastic section of the die which uncouples the die from the supporting structure without changing the cross-section of the flow. The uncoupled part of the die is supported by a stiff, piezo-force transducer that detects the integral effect of wall shear stress. The resulting flow curves compare well with those using the Bagley method. With the novel die no entrance pressure-loss correction is needed. In principle, it also could be used as an on-line device for polymer processing.

Vortrag, gehalten auf der Jahrestagung der Deutschen Rheologischen Gesellschaft, TH Darmstadt, 19.–21. April 1989.