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ASTM D3835: Extrusion von unverstärktem und carbonfaserverstärktem Polyetheretherketon (PEEK)
Aufgrund seiner hervorragenden chemischen Beständigkeit und ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen (bei den verstärkten Sorten bis 400º C ) kommt Polyetheretherketon (PEEK) bei zahlreichen Anwendungen in der Luft- und Raumfahrttechnik, im Automobilbau und in der Medizintechnik zum Einsatz. PEEK zeichnet sich nicht nur durch eine hervorragende Kombination von Festigkeit, Flexibilität, chemischer Beständigkeit und einfacher Verarbeitung aus, sondern bietet darüber hinaus weitere außergewöhnliche mechanische und thermische Eigenschaften, wenn es mit Füllstoffen wie Glas oder Carbonfasern verstärkt wird. Aufgrund der oben genannten Gründe spielt insbesondere die Extrusion von PEEK eine wichtige Rolle.
Zum besseren Verständnis der Fließeigenschaften dieses Materials haben wir unverstärktes PEEK und carbonfaserverstärktes PEEK (C/PEEK) mit einem CEAST-Kapillarrheometer geprüft. Dazu wurde unverstärktes PEEK und C/PEED mit drei Kapillaren mit flachem Profil mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 5, 20 und 30 bei einer Temperatur von 400ºC geprüft. Die Vorheizzeit betrug 6 Minuten wie in der ASTM D3835 spezifiziert. Das Material wurde mit einer konstanten Kraft von 1000 N zugeführt. Ziel dieser Prüfungen war die Gewinnung genauerer Informationen zum Verarbeitungsfenster von C/PEEK und die Bestimmung von Viskositätswerten bei den jeweiligen Scherraten.
Es wurde beobachtet, dass unverstärktes PEEK repräsentativ für das Verhalten von Massepolymerisaten ist und eine Abhängigkeit der Viskosität von der Scherrate aufweist. C/PEEK wiederum ist weniger scherempfindlich, möglicherweise aufgrund einer geringeren Mobilität der Polymerketten im Zusammenhang mit der Faser-Polymer-Interaktion. Außerdem wurde eine Erhöhung der Viskosität nach längeren Verweilzeiten des Materials im Zylinder des Rheometer festgestellt.
Bei gefüllten Materialien wie C/PEEK tragen konische Düsen verglichen mit Düsen mit flachen Profil zu einem homogeneren Fluss aufgrund einer besseren Konvergenz der Schmelze in einer Kapillare bei. Düsen mit konischem Profil tragen nicht nur zu einem stabileren und kontinuierlicheren Fluss bei, sondern unterstützen darüber hinaus auch die Reinigung im Anschluss an die Prüfung.
Thermoplastic materials are processed as fluids under the effect of temperature and pressure. The ability of plastics to be formed into a wide variety of shapes, by the common plastics conversion processes, has a fundamental importance in polymer science and application. The innovative Instron® line of CEAST SmartRHEO Series of Capillary Rheometer systems are designed for an accurate investigation of the rheological properties of polymeric materials.
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- 9/22/2014
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