WPŁYW TEMPERATURY W PROCESIE PRODUKCJI FILAMENTU
Źródłem ciepła powodującego wzrost temperatury jest grzałka umieszczona na cylindrze. Ponadto tworzywo ulega w kanale intensywnemu mieszaniu, któremu towarzyszy proces tarcia wewnętrznego zamienianego na ciepło co powoduje wzrost temperatury tworzywa.
W zależności od temperatury zmienia się charakter płynięcia, dążąc do płynięcia plastycznego w niższych temperaturach oraz do płynięcia newtonowskiego w wyższych temperaturach. Odwrotnością płynności jest lepkość. Lepkość polimerów maleje wraz ze wzrostem temperatury, co wynika ze zwiększenia ruchliwości makrocząsteczek oraz objętości swobodnej między nimi.
W podwyższonej temperaturze oraz przy małej szybkości odkształcenia materiały polimerowe termoplastyczne zachowują się więc jak lepka ciecz. To lepkosprężyste zachowanie się polimerów daje możliwość nadania pożądanych kształtów użytkowych produktom z materiałów polimerowych termoplastycznych. W miarę podwyższenia temperatury zmniejsza się bowiem lepkość polimerów, wobec czego łatwiej odkształcają się w takich warunkach. Ze zmniejszeniem lepkości ma związek także szybkość pełzania polimerów, która wzrasta w miarę zwiększenia naprężenia i temperatury. Jednak przy zbyt wysokiej temperaturze, może nastąpić przegrzanie i degradacja termiczna tworzywa. Po osiągnięciu pewnej temperatury zwanej temperaturą rozkładu każdy polimer ulega niszczeniu (pękają wiązania chemiczne).
Ze względu na wydajność procesu wytłaczania powinno stosować się więc możliwie jak najwyższą temperaturę, jednak poniżej wartości temperatury granicznej. Zależność lepkości od temperatury jest silniejsza dla tworzyw amfoterycznych (ABS, SAN, PC), niż dla częściowo krystalicznych (HDPE, LDPE, PP, PE).
Temperatura ma również wpływ na wielkość skurczu cieplnego. Skurcz definiuje się jako zmniejszenie objętości, bądź zmniejszenie wymiarów. Im wyższa temperatura tym większy skurcz po zestaleniu. Oznacza to iż przez zmianę temperatury możemy sterować średnicą wytłaczanego filamentu. Wyższa temperatura powoduje zmniejszenie średnicy, natomiast obniżenie temperatury powoduje wzrost średnicy wytłaczanego filamentu.
Wpływ na uzyskaną średnicę filamentu ma również zjawisko zwane efektem Barusa. Polega na pęcznieniu strugi uplastycznionego tworzywa polimerowego opuszczającego głowicę wytłaczarki. W wyniku występowania tego efektu pole przekroju filamentu jest większe od pola przekroju otworu dyszy wytłaczarskiej.
Wartość liczbową efektu Barusa określa się jako stosunek wielkości charakteryzującej strumień tworzywa opuszczającego kanał przepływowy do odpowiedniej wielkości charakteryzującej kanał np. stosunek średnicy df filamentu do średnicy dk kanału:
β= df / dk x 100%
Wartość ta zależy od wielu czynników, głównie od prędkości ścinania, ciśnienia tworzywa, czasu przebywania tworzywa w kanale, od wymiarów kanału np. jego długości.
Temperatura ma również duże wpływ na wartość liczbową efektu Barusa. Przy wzroście temperatury wartość ta maleje. A więc średnica filamentu maleje. Maleje również przy wzroście czasu przebywania tworzywa w kanale i długości kanału. Natomiast powiększa się przy wzroście prędkości ścinania i ciśnienia.
