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ISO 11443 Strangaufweitung
Die Strangaufweitung, auch als Extrudataufweichung bezeichnet, ist in der Kunststoffverarbeitung, besonders bei der Extrusion von Polymeren, bei der zur Herstellung der gewünschten Probengeometrie ein Polymerstrang durch eine Düse gepresst wird, ein häufig auftretendes Phänomen. Dies hängt mit der Elastizität des Polymers zusammen, die in der Fähigkeit des makromolekularen Systems begründet ist, sich zusammenzuziehen und zu erweitern. Wenn das Makromolekülknäuel in die Kapillardüse eintritt, zieht es sich zusammen. Nach einer teilweisen Relaxation in der Kapillare kommt es am Ausgang zu einer Rückverformung, wenn die einengende Wirkung der Kapillare nicht mehr vorhanden ist. Diese Strangaufweitung kann sehr ausgeprägt sein, z.B. bei Polyolefinen (Polyethylen, Polypropylen) oder sehr gering, z.B. bei Polyamiden und Polykarbonat (Polyester). Die Strangaufweitung ist bei manchen Polymerprozessen ein kritischer Faktor, insbesondere beim Blasformen, bei dem eine zu hohe oder zu niedrige Aufweitung Probleme bei der Verarbeitung verursachen und zu Defekten am Endprodukt führen kann. Die ISO 11443 spezifiziert ein Verfahren zur Messung der Düsenaufweitung mit Hilfe von Zusatzeinrichtungen für Kapillarrheometer.
Als Antwort auf eine Anfrage über ein Prüfsystem zur Messung der Düsenaufweitung wählten wir unsere Zusatzausstattung für Düsenaufweitungsmessungen für unser Kapillarrheometer. Der Test wurde mit einer LLDPE-Probe mit Kalziumkarbonat als Füllstoff durchgeführt. Die Messung erfolgt mit Hilfe eines Lasersystems, das unterhalb der Kapillardüse platziert wird und mit dem der Durchmesser des Extrudats gemessen wird. Mit steigender Scherrate erhöhten sich auch die Aufweitungsdaten. Diese zeigten eine 25%-ige Erhöhung des Durchmessers bei der bei der Verarbeitung gegebenen Scherrate. Durch Messung der Düsenaufweitung mit unterschiedlichen Kapillardüsen bei unterschiedlichen Temperaturen, d.h. bei den wichtigsten Parametern, die die Elastizität beeinflussen, konnten wir eine Empfehlung bezüglich der für die Herstellung der gewünschten Form des Endprodukts am besten geeigneten Prozessbedingungen geben.