Tato práce se zabývá problematikou vzniku nestabilního rukávu při výrobě fólií vyfukováním, a to s cílem stanovit stabilitní diagramy hodnotící vliv procesních podmínek, designu vytlačovací hlavy a tokových charakteristik polymerů za předpokladu neizotermálních podmínek. Za tímto účelem byl použit model, který pohlíží na existenci stabilního procesu vyfukování jako na stav, který odpovídá minimálním energetickým nárokům. Teoretické závěry byly následně porovnány s odpovídajícími experimentálními daty pro lineární a různě rozvětvené polyolefiny a bylo zjištěno, že predikce použitého modelu jsou v dobré shodě s experimentální realitou pro různé procesní podmínky. Nejdůležitějším závěrem celé práce je zjištění, že vztah mezi stabilitou procesu vyfukování a větvením polymeru má nemonotónní charakter.
Anotace v angličtině
In this work, film blowing stability analysis has been performed theoretically by using minimum energy approach for non-Newtonian polymer melts considering non-isothermal processing conditions with the aim to understand the complicated link between processing conditions, machinery design and material properties. Specific attention has been paid to the investigation of the complicated links between polymer melt rheology (extensional strain hardening/thinning, shear thinning, flow activation energy, Newtonian viscosity, melt strength), processing conditions (heat transfer coefficient, mass flow rate, die exit temperature, cooling air temperature) and film blowing stability. It has been found that the theoretical conclusions are in very good agreement with the experimental reality supporting the validity of the used numerical approach and film blowing model. The most important conclusion from this work is theoretically and experimentally supported finding that dependence between long chain branching and bubble stability is non-monotonic
Blown film, extrusion, polymer, modeling of polymer processing, stability analysis.
Rozsah průvodní práce
125 s., 1 s. obr. příloh
Jazyk
AN
Anotace
Tato práce se zabývá problematikou vzniku nestabilního rukávu při výrobě fólií vyfukováním, a to s cílem stanovit stabilitní diagramy hodnotící vliv procesních podmínek, designu vytlačovací hlavy a tokových charakteristik polymerů za předpokladu neizotermálních podmínek. Za tímto účelem byl použit model, který pohlíží na existenci stabilního procesu vyfukování jako na stav, který odpovídá minimálním energetickým nárokům. Teoretické závěry byly následně porovnány s odpovídajícími experimentálními daty pro lineární a různě rozvětvené polyolefiny a bylo zjištěno, že predikce použitého modelu jsou v dobré shodě s experimentální realitou pro různé procesní podmínky. Nejdůležitějším závěrem celé práce je zjištění, že vztah mezi stabilitou procesu vyfukování a větvením polymeru má nemonotónní charakter.
Anotace v angličtině
In this work, film blowing stability analysis has been performed theoretically by using minimum energy approach for non-Newtonian polymer melts considering non-isothermal processing conditions with the aim to understand the complicated link between processing conditions, machinery design and material properties. Specific attention has been paid to the investigation of the complicated links between polymer melt rheology (extensional strain hardening/thinning, shear thinning, flow activation energy, Newtonian viscosity, melt strength), processing conditions (heat transfer coefficient, mass flow rate, die exit temperature, cooling air temperature) and film blowing stability. It has been found that the theoretical conclusions are in very good agreement with the experimental reality supporting the validity of the used numerical approach and film blowing model. The most important conclusion from this work is theoretically and experimentally supported finding that dependence between long chain branching and bubble stability is non-monotonic
Blown film, extrusion, polymer, modeling of polymer processing, stability analysis.
Zásady pro vypracování
1. Vypracujte literární studii na dané téma.
2. Proveďte teoretickou analýzu stability procesu vyfukování s využitím variačních principů pro nenewtonské polymerní taveniny a neizotermální zpracovatelské podmínky.
3. S využitím programovacího jazyka C++ sestavte vhodný algoritmus pro numerické řešení řídících rovnic procesu vyfukování.
4. Na základě odvozených stabilitních diagramů ohodnoťte vliv tokového chování nenewtonských polymerních tavenin, molekulární struktury polymerů a procesních podmínek na stabilitu procesu vyfukování.
5. Teoretické závery ověřte s experimentálními daty.
Zásady pro vypracování
1. Vypracujte literární studii na dané téma.
2. Proveďte teoretickou analýzu stability procesu vyfukování s využitím variačních principů pro nenewtonské polymerní taveniny a neizotermální zpracovatelské podmínky.
3. S využitím programovacího jazyka C++ sestavte vhodný algoritmus pro numerické řešení řídících rovnic procesu vyfukování.
4. Na základě odvozených stabilitních diagramů ohodnoťte vliv tokového chování nenewtonských polymerních tavenin, molekulární struktury polymerů a procesních podmínek na stabilitu procesu vyfukování.
5. Teoretické závery ověřte s experimentálními daty.
Seznam doporučené literatury
CANTOR, K. Blown Film Extrusion. Munich : Cark Hanser Verlag, 2006. 165 s. ISBN 1-56990-396-4.
BUTLER, T.I. Film extrusion Manual : Process, materials, properties. Atlanta : Tappi press, 2005. 616 s. ISBN 1-59510-075-X.
WALLER, P. What to do when the bubble won´t behave. Plastic Technology, p. 36, 2002.
BUTLER, T.I. Blown film bubble instability induced by fabrication conditions. SPE ANTEC Tech. Papers 1, p. 1120, 2000.
ZATLOUKAL, M., VLCEK, J. Modeling of the film blowing process by using variational principles. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 123(2-3), p. 201-213, 2004.
ZATLOUKAL, M., VLCEK, J. Application of variational principles in modeling of the film blowing process for high stalk bubbles. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 133(1), p. 63-72, 2006.
ZATLOUKAL, M., MAVRIDIS, H., VLCEK, J., SAHA, P. Modeling of Non-isothermal high stalk film blowing process by using variational principles for non-Newtonian Fluids. SPE ANTEC, Cincinnati, USA, 2007.
HAN, Ch.D. Rheology in Polymer Processing. New York : Academic Press, 1976. 366 s. ISBN 0-12-322450-0.
BAIRD, D.G., COLLIAS, D.I. Polymer Processing - Principles and Design. New York : Wiley, 1998.
KANAI, T., CAMPBELL, G.A. Film Processing. Munich : Hanser Publishers, 1999. 446 s. ISBN 3-446-17882-1.
Seznam doporučené literatury
CANTOR, K. Blown Film Extrusion. Munich : Cark Hanser Verlag, 2006. 165 s. ISBN 1-56990-396-4.
BUTLER, T.I. Film extrusion Manual : Process, materials, properties. Atlanta : Tappi press, 2005. 616 s. ISBN 1-59510-075-X.
WALLER, P. What to do when the bubble won´t behave. Plastic Technology, p. 36, 2002.
BUTLER, T.I. Blown film bubble instability induced by fabrication conditions. SPE ANTEC Tech. Papers 1, p. 1120, 2000.
ZATLOUKAL, M., VLCEK, J. Modeling of the film blowing process by using variational principles. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 123(2-3), p. 201-213, 2004.
ZATLOUKAL, M., VLCEK, J. Application of variational principles in modeling of the film blowing process for high stalk bubbles. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 133(1), p. 63-72, 2006.
ZATLOUKAL, M., MAVRIDIS, H., VLCEK, J., SAHA, P. Modeling of Non-isothermal high stalk film blowing process by using variational principles for non-Newtonian Fluids. SPE ANTEC, Cincinnati, USA, 2007.
HAN, Ch.D. Rheology in Polymer Processing. New York : Academic Press, 1976. 366 s. ISBN 0-12-322450-0.
BAIRD, D.G., COLLIAS, D.I. Polymer Processing - Principles and Design. New York : Wiley, 1998.
KANAI, T., CAMPBELL, G.A. Film Processing. Munich : Hanser Publishers, 1999. 446 s. ISBN 3-446-17882-1.
Přílohy volně vložené
CD ROM
Přílohy vázané v práci
ilustrace
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Když budeme zajíždět linku, při jakých podmínkách by s rukáv mater. utrhnul?
Jakům způsobem byste se dopracoval ke kvantitativnímu hodnocení stupně větvení?