Estudo do comportamento do fluxo em microcavidades na microinjeção

Abstract

A microinjeção pode ser utilizada como um processo de monotorização para a realização da caracterização reológica, no comportamento desenvolvido pelos polímeros fundidos durante o enchimento em microcavidades. O sistema adotado permite obter a informação do comportamento do polímero no interior dos microcanais estudados. A dissertação apresentada é adequada uma vez que enuncia vários fenómenos reológicos tais como, o escorregamento na parede dos microcanais, tensão de superfície gerada, queda de pressão, assim como a frente do fluxo do fundido. Neste estudo desenvolvido o sistema de aquisição de dados para avaliar a queda de pressão foi obtido através do uso de dois sensores incorporados no interior do molde. Os microcanais foram utilizados para a avaliação reológica do polímero fundido, contudo o uso de postiços com diferentes microcanais, permite apenas a informação sobre a queda de pressão ao longo do microcanal, bem como a pressão de injeção desenvolvida e a velocidade da frente do fluxo. Assim através do uso de um molde como ferramenta acoplado á utilização de uma microinjetora foi possível realizar uma quantificação do comportamento reológico do polímero fundido. O uso da microinjeção como sistema de estudo no âmbito da reometria, permitiu a elaboração das curvas de fluxo para dois materiais, polipropileno (Moplen HP 548R) e poliestireno (Edistir N1910), desenvolvidas através da imposição de diferentes velocidades de injeção. Neste trabalho e para as curvas de fluxo obtidas para o microcanal com secção de 100 μm x 400 μm demostra-se claramente o desenvolvimento do escorregamento ao longo das paredes do microcanal, já para o microcanal com secção de 200 μm x 200 μm, não foi possível demostrar-se o efeito de escorregamento. No entanto toda a configuração experimental imposta permitiu obter conclusões importantes sobre o comportamento do fluxo dentro de ambos os microcanais.

Microinjection moulding can be used to process monitoring and rheological characterization, and can help to understand the behaviour of polymer melt flows during the filing of micro cavities. The system used allows a study on characterization of polymer behaviour in microchannels. This approach is appropriate since rheological phenomena such as wall slip, surface tension, melt pressure drop and polymer flow length can be studied. In this system, the data acquisition for the pressure drop has been made by incorporation of two sensors inside the mould. The microchannels were used for rheological evaluation of polymer flow; therefore, the products of the injection tests with these moulding blocks with different microchannels will provide only useful information on pressure drop along the microchannel, injection pressure developed and melts front speed. Thus, through the utilization of a characteristic mould as tool for the quantitative evaluation of the rheological behaviour of polymer melts under typical microinjection moulding conditions was developed. The use of a microinjection moulding tool for rheometry purposes provided the preparation of flow curve for two materials, polypropylene, (Moplen HP 548R) and to polystyrene, (Edistir N1910), developed through the imposition of different injections speeds. In this present work, the flow curves measured by the two sensors into the mould demonstrated that the wallslip effect was clearly observed to microchannel with section of 100 μm x 400 μm and the other microchannel, with section of 200 μm x 200 μm, it was not possible demonstrated the wall slip effect. For the other hand, entire configuration experimental imposed allowed to obtain important conclusions concerning flow behavior within both microchannels.