Superposed flow properties of ceramic powder filled polymer melts

Abstract

Tvarově složité produkty na bázi plněných keramických kompozitů (10 to 50 vol.% zirconia v multikomponentní polymerní matrici) se v současné době vyrábějí injekčním vstřikováním. Reologické vlastnosti těchto materiálů jsou určující pro stanovení deformačního namáhání za různých podmínek během toku. Paralelní superpozice ustáleného a dynamického režimu toku byla provedena na základě měření na rotačním reometru typu kužel-deska. Tokové vlastnosti za vysokých smykových rychlostí byly stanoveny s pomocí kapilárního reometru. Byl zkoumán vliv stupně naplnění a procesních podmínek (smykové rychlosti a teploty) se závěrem, že superponované viskoelastické vlastnosti jsou značně senzitivní na dané parametry již za nízkých smykových rychlostí.

Complicated-shape products from ceramic composite materials are nowadays intensively processed via flow molding technologies. Rheological properties of these materials are essential for the clarification of the deformation behaviour through channels under various conditions. In the present paper ceramic powder (zirconia) was mixed (10 to 50 vol.%) with polypropylene, paraffin and stearic acid in an elastic extruder. Parallel superposed steady and oscillatory shear flows were measured on a cone-plate rheometer. Flow properties at high shear rates were evaluated on a capillary rheometer. The effects of powder content, shear rate/angular frequency and temperature were clarified. The studied filled systems showed highly non-Newtonian behaviour and apparent yield stress

their viscoelastic properties were influenced remarkably under the superposed shear flow at low shear rate and angular frequency, and they showed significantly different behaviour from unfilled and fiber-filled systems.