Düsenquellung, auch Extrudatquellung genannt, kommt bei der Kunststoffverarbeitung häufig vor, insbesondere bei der Polymerextrusion, bei der ein Polymermaterialstrom durch eine Düse gedrückt wird, um die richtige Probengeometrie herzustellen. Dies hängt mit der Elastizität des Polymers zusammen, da das makromolekulare System die Möglichkeit hat, sich zusammenzuziehen und auszudehnen: Wenn die zufällige Knäuelstruktur aus Makromolekülen in die Kapillardüse eintritt, erfährt sie eine Kontraktion, die sich nach teilweiser Entspannung in der Kapillare am Auslass wieder erholt, wenn die Rückhaltewirkung der Kapillare aufhört. Der Quelleffekt kann insbesondere bei Polyolefinen (Polyethylen, Polypropylen) oder sehr geringen Polyamiden und Polycarbonaten (Polyestern) sehr stark sein. Der Effekt der Quellung ist bei einigen Polymerprozessen von entscheidender Bedeutung, insbesondere beim Blasformen, bei dem entweder eine unzureichende oder eine zu starke Quellung zu Verarbeitungsproblemen und Defekten im fertigen Produkt führen kann. ISO 11443 legt ein Verfahren zur Messung der Düsenquellung durch das Zubehör von Kapillarrheometern fest.

Wir wurden gebeten, einen Die-Swell-Test durchzuführen. Mit der Wahl des Die Swell Tester-Zubehörs unseres Kapillarrheometers führten wir den Test an einer mit Calciumcarbonat gefüllten LLDPE-Probe durch. Die Messung erfolgt mithilfe eines Lasersystems, das unterhalb der Kapillardüse angebracht ist und den Durchmesser des Extrudats misst. Mit steigenden Schergeschwindigkeiten stiegen auch die Daten zur Düsenquellung. Dies zeigte uns eine 25-prozentige Vergrößerung des Durchmessers bei der Verarbeitungsscherrate. Durch die Messung der Düsenquellung mit verschiedenen Kapillardüsen bei verschiedenen Temperaturen, die die Hauptparameter sind, die die Elastizität beeinflussen, konnten wir die am besten geeigneten Prozessbedingungen vorschlagen, um die gewünschte Form des Endprodukts zu erhalten.