Smelviscositeit

Smelviscositeit, oftewel melt viscosity, is de weerstand van een materiaal tegen vloeien wanneer het in een gesmolten toestand verkeert. Het is een cruciale eigenschap voor verwerkingstechnieken zoals extrusie, spuitgieten en gieten, omdat het de stroming, homogeniteit en mate van verwerkbaarheid bepaalt.

Metingen en gedrag: De dynamische viscositeit, meestal uitgedrukt in pascal-seconden (Pa·s), is de gangbare maat voor smelviscositeit. Bij veel materialen geldt dat de werkelijke viscositeit niet-Newtoniaans is: de viscositeit kan dalen bij toenemende schuifsnelheid (shear-thinning), of stijgen bij hogere temperatuursnelheden afhankelijk van het materiaal. Bij polymeren wordt vaak ook de Melt Flow Index (MFI) gerapporteerd, wat een indicatie geeft van de verwerkbaarheid onder gestandaardiseerde omstandigheden; een hogere MFI duidt op een lagere smelviscositeit.

Temperatuur en modellering: Smelviscositeit neemt doorgaans sterk af naarmate de temperatuur stijgt. Dit gedrag kan worden beschreven met modellen zoals het Arrhenius-type of meer complexe benaderingen zoals de Williams-Landel-Ferry (WLF) relatie, en tijd-temperatuur-superpositie wordt toegepast om viskoelgedrag over een reeks temperaturen te vergelijken.

Factoren en eenheden: De smelviscositeit wordt beïnvloed door molecuulgewicht en -structuur (bijv. lengte, vertakkingen, crosslinking), kristallisatiegraad, additieven en vochtgehalte. Produceertoleranties en procesomstandigheden spelen eveneens een rol. Behalve de dynamische viscositeit kunnen kinematische eigenschappen (viscositeit gedeeld door dichtheid) relevant zijn in bepaalde toepassingen.

Toepassingen: In polymeren bepaalt smelviscositeit de mogelijkheden en grenzen van verwerkingstechnieken en eindkwaliteit. In metallurgie en glasindustrie beïnvloedt het de stroming en krasbestendigheid van gesmolten legeringen en glas tijdens giet-, smelt- en polijstprocessen.