A Sandwich-Type Creep Rheometer for the measurement of rheological properties of polymer melts at low shear stresses

Summary

A new Sandwich-Typ Creep Rheometer (SCR) is described which is suited for measuring the zero shear viscosityη ₀ and the steady-state shear complianceJ ⁰ _e of polymer melts. The range of shear stresses extends from 2 N/m² to 5000 N/m². Measurements down to shear rates of 10⁻⁵ s⁻¹ and less are possible on high viscosity melts. The agreement between the SCR data and results from a modified Weissenberg rheogoniometer is shown for the viscosities as well as the compliances. Relations are presented which allow to take into account the non negligible influence of the surface tension of the sample on the measurements. From the reverse shear rate of the unloaded sample after total recoil the magnitude of the surface tension can be determined.

Zusammenfassung

Es wird ein neues Sandwich-Kriech-Rheometer (SCR) beschrieben, das zur Messung der Nullviskositätη ₀ und der Gleichgewichts-NachgiebigkeitJ ⁰ _e von Kunststoff-Schmelzen geeignet ist. Der Schubspannungsbereich erstreckt sich von 2 N/m² bis 5000 N/m². An hochviskosen Schmelzen sind damit Messungen bis zu Schergeschwindigkeiten von 10⁻⁵ s⁻¹ und darunter möglich. Die Übereinstimmung der Meßwerte vom SCR mit Messungen an einem modifizierten Weissenberg-Rheogoniometer wird sowohl für die Viskositäten als auch die Nachgiebigkeiten gezeigt. Es werden Korrekturgleichungen angegeben, die den nicht zu vernachlässigenden Einfluß der Oberflächenspannung der Probe auf die Messungen zu berücksichtigen erlauben. Aus der Rückschergeschwindigkeit der entlasteten Probe nach vollständiger Retardation können Angaben zur Größe der Oberflächenspannung gemacht werden.