Praktische Rheologie für Kunststoffschmelzen: Einleitung ; thermische Eigenschaften von Kunststoffen ; rheologisches Verhalten von Kunststoffschmelzen ; rheometrische Betrachtungen ; rheologischer Beitrag zur Werkzeuggestaltung ; konstruktive Einzelheiten zur Werkzeuggestaltung
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Speyer
Zechner & Hüthig
1970
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11 |
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Seite
2 Einleitung 13
2 1 Verfahrenstechnische und wirtschaftliche Bedeutung der praktischen
Rheologie 13
2 2 Aufgabenstellung 13
2 3 Erläuterungen zu formalen Einzelheiten 15
231 Aufgliederung, Benummerungen und Rückbeziehungen 15
232 Allgemeine und mathematische Formelzeichen 15
233 Besondere Markierungen 16
234 Indexbezeichnungen und Kurzzeichen 16
235 Integrale 16
236 Koordinaten 17
237 Maßeinheiten 19
238 Literatur 19
239 Schriftformen 19
2 4 Das Tobolski-Werfahren zur Beschreibung von nicht-linearen Zusam
menhängen 19
241 Anwendung und Beschreibung des Verfahrens 19
242 Isolierung der Kenngrößen über die graphische Auftragung 22
243 Isolierung der Kenngrößen über die programmierte Datenver
arbeitung 22
244 Anmerkungen für die praktische Anwendung des Tobolski-Ver-
fahrens 23
2 5 Beschreibung der wichtigsten Grundbegriffe 24
251 Schergeschwindigkeit, Massenstrom und Volumenstrom 25
252 Druckgefalle, Schubkraft und Schubspannung 28
253 Die scheinbare Viskosität der Kunststoffschmelze 29
2 6 Literaturverzeichnis 30
3 Thermische Eigenschaften von Kunststoffen 31
3 1 Dichte und spezifisches Volumen 31
311 Dichte und spezifisches Volumen bei Raumtemperatur 31
312 Druck- und Temperaturabhängigkeit des spezifischen Volumens 35
313 Spezifisches Volumen bei Zusatz von Füllstoffen und Pigmenten 36
*32 Enthalpiewert und spezifische Wärmekapazität 38
321 Enthalpiewert 38
322 Spezifische Wärmekapazität 39
3 3 Wärme- und Temperaturleitfähigkeit 39
331 Wärmeleitfähigkeit 39
332 Temperaturleitfähigkeit 39
3 4 Wärmeübergangsfahigkeit 40
3 5 Literaturverzeichnis 41
4 Rheologisches Verhalten von Kunststoffschmelzen 42
4 1 Einleitung 42
411 Aufgliederung und Fachwörter des Verhaltens 42
412 Die Fließkurve 48
413 Modelle zur Beschreibung des Verhaltens 52
4131 Definitionsgleichung und Modell der Newtonschen Flüs
sigkeit 53
4132 Definitionsgleichung und Modell der Hooke sehen Elasti
zität 54
4133 Definitionsgleichung und Modell der Maxwellschen
Flüssigkeit 54
4134 Das allgemeine Maxvve//-Element 56
4135 Das Ko/gt-Element 58
4 2 Kontinuumsmechanik 59
421 Grundlegende Betrachtungen 59
422 Die Kontinuitätsgleichung 60
423 Die Navier-Stokessche Bewegungsgleichung der Hydrodynamik 61
424 Das allgemeine Theologische Stoffgesetz 61
425 Kriterien des laminaren Strömungsbereichs 64
4 3 Platzwechseltheorie 69
431 Grundsätzliche Betrachtungen 69
432 Beiträge aus der Kinkentheorie 77
4 4 Andere Struktureinflüsse 79
4 5 Fließverhalten von Kunststoffmischungen 80
451 Zusammensetzung technischer Kunststoffschmelzen 80
452 Angaben zum Molekulargewicht und zur Molekulargewichts
verteilung von hochpolymeren Stoffen 81
453 Mischungen für zwei fließfahige Komponenten 82
4531 Ansatz und Indexbezeichnungen 82
4532 Zusammensetzung der Mischung und Konzentrations
angaben 84
4533 Gleichung für zwei fließfahige Komponenten 85
454 Mischungen aus drei und mehr fließfähigen Komponenten 89
455 Mischungen aus einer fließfahigen und einer festen Komponente 89
4 6 Übergang zu Praxis und Rheometrie 90
4 7 Literaturverzeichnis 97
5 Rheometrische Betrachtungen 101
5 1 Einleitung 101
5 2 Treibender Druck, Druckgefälle und Schubspannung 101
521 Das Bagley-Verfahren 103
522 Abweichungen von den Bagley-Geraden 104
523 Praktische Schlußfolgerungen 105
5 3 Gegenüberstellung der scheinbaren und berichtigten Fließkurve und
Vergleich der praktischen Lösungen 105
531 Vergleich mit dem Potenzansatz 106
532 Vergleich mit anderen Ansätzen zur Beschreibung der Fließkurve 108
5 4 Geschwindigkeitsverteilung und Aufteilung des Volumenstroms 108
541 Geschwindigkeitsverteilung nach dem Potenzansatz 108
542 Aufteilung des Volumenstroms bei Gleit- und Pfropfenanteilen 110
5421 Gleitanteil der Druckströmung 111
5422 Pfropfenanteil der Druckströmung 115
5 5 Temperaturanstieg und Viskositätsänderung durch Eigenerwärmung
der strömenden Schmelze 116
551 Treibender Druck, Schubarbeit und Temperaturanstieg 116
552 Änderung der scheinbaren Viskosität 117
5 6 Elastizität, Normalspannungen und Schwellung des Extrudats 119
561 Betrachtung der Zusammenhänge 119
562 Schwellungsverhalten bei Überlagerung von Einflüssen 122
5 7 Literaturverzeichnis 124
6 Rheologischer Beitrag zur Werkzeuggestaltung 126
6 1 Wahl des Verfahrens 126
6 2 Beschreibung der scheinbaren Fließkurve und Isolierung der Größen 130
621 Beschreibung der scheinbaren Fließkurve und der scheinbaren
Viskosität 130
622 Isolierung der scheinbaren Viskosität 130
6 3 Zusammenhang zwischen Dichte, Durchsatz, Kanalabmessungen sowie
mittlerer Strömungsgeschwindigkeit und Volumenstrom 131
631 Dichte, stationärer Durchsatz und Volumenstrom 131
632 Volumenstrom in den Werkzeugabschnitten 131
633 Kanalquerschnitt, mittlere Strömungsgeschwindigkeit und Volu
menstrom 132
6 4 Kanalabmessungen, Kanalwiderstand und scheinbare Schergeschwin
digkeit 133
641 Plane Breitschlitz- sowie zylindrische Loch- und Ringspaltkanäle 133
642 Hinter-und Nebeneinanderschaltung von Widerständen 134
643 Das Äquivalenzprinzip zur Erweiterung auf andere Querschnitts
formen und Kanalarten 135
6431 Aufgabenstellung und Markierung der Größen 135
6432 Gleichungen für elliptische Kanäle 135
6433 Gleichungen für andere Querschnittsformen 136
6434 Gleichungen für konvergente Kanäle 136
6435 Beschreibungseinzelheiten für konvergente Kanäle 137
6436 Verfahren zur Bestimmung der äquivalenten Größen
konvergenter Kanäle 141
6 5 Breitschlitzkanäle mit Seitenbegrenzung 147
651 Kanäle mit quadratischer Querschnittsfläche 147
652 Schmale Breitschlitzkanäle 149
6 6 Überlagerung von Druck- und Scherströmung 149
661 Überlagerung im planen Breitschlitzkanal 149
662 Überlagerung im zylindrischen Lochkanal 151
6 7 Literaturverzeichnis 152
7 Konstruktive Einzelheiten zur Werkzeuggestaltung 153
7 1 Allgemeine Gestaltungseinzelheiten 153
711 Festigkeitsberechnung 153
712 Profilwerkzeuge 154
713 Teilen und Vereinigen des Schmelzenstroms 157
714 Temperaturführung 159
715 Werkzeugwiderstand, Blenden und Drosselvorrichtungen 159
716 Anströmungs-, Einlauf-, Umlenkungs- und Verteilerkanäle 161
717 Düsen 163
7 2 Literaturverzeichnis 165
8 Formelzeichen- und Index-Verzeichnis 166
8 1 Formelzeichen 166
811 Allgemeine Formelzeichen 166
812 Bezeichnungen und Mischungen von hochpolymeren Stoffen 166
813 Kanalgeometrie und Kanalwiderstand 166
814 Mechanische und Theologische Größen 167
815 Thermische Größen 168
8 2 Indexbezeichnungen und Markierungen 168
821 hochgestellte Markierungen 168
822 tiefgesetzte Indexbezeichnungen 169
9 Tabellenanhang 170
9 1 Tabelle mit den Übertragungskoeffizienten für Schergeschwindigkeits
und Viskositätswerte 170
9 2 Tabelle mit den Gleichungen für den Zusammenhang zwischen Volu
menstrom, Kanalgeometrie und treibendem Druck nach den bekann
testen Ansätzen 172
9 3 Tabelle mit den Gleichungen für den Zusammenhang zwischen Volu
menstrom, Kanalgeometrie und treibendem Druck bei plastischem
Verhalten 173
9 4 Tabelle mit den Gleichungen für den äquivalenten Widerstand und die
äquivalente Schergeschwindigkeit für konisch-konvergente Kanäle mit
einer konvergenten Kanalabmessung oder zwei gleichgerichtet konver
genten Kanalabmessungen 174
9 5 Auf das l/d-, l/a-, l/b- oder IId -Verhältnis reduzierter Widerstand von
Loch-, Schlitz- und Spaltkanälen mit zylindrischer oder planer Geo
metrie 178
9 6 Tabelle mit den Berichtigungskoeffizienten x* für die Abmessungen
der äquivalenten Schergeschwindigkeit in konvergenten Kanälen 184
9 7 Tabelle mit den Berichtigungskoeffizienten x* für die Abmessungen
der äquivalenten Schergeschwindigkeit in konvergenten Kanälen 185
9 8 Tabelle mit den prozentualen Änderungen von rj* und l/q* für die
Temperaturdifferenz von 1 °C 189
10 Namens- und Sachwortverzeichnis 191
10 1 Namensverzeichnis 191
10 2 Sachwortverzeichnis 191
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