DE19848076A1 - Extruder and rheometer nozzle equipment for measuring rubber compound processing properties has a interchangeable diaphragm in the nozzle - Google Patents
Extruder and rheometer nozzle equipment for measuring rubber compound processing properties has a interchangeable diaphragm in the nozzleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine aus einem Extruder und einer Rheometerdüse bestehende Vorrichtung zum Messen der Ver arbeitungseigenschaften von Kautschukmischungen, wobei sich am Einlauf der Rheometerdüse eine Blende befindet und im Bereich zwischen der Spitze der Schnecke des Extruders und der Blende in der Rheometerdüse eine Öffnung - ein sogenannter Bypass - vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Messen der Verarbeitungseigenschaften von Kautschukmischungen.The invention relates to an extruder and one Rheometer nozzle existing device for measuring the ver working properties of rubber compounds, wherein there is an aperture at the inlet of the rheometer nozzle and in the area between the tip of the snail's Extruder and the aperture in the rheometer nozzle one Opening - a so-called bypass - is provided. The The invention further relates to a method for measuring the Processing properties of rubber compounds.
Kautschukmischungen weisen ein außerordentlich komplexes rheologisches Verhalten auf. Dieses ist geprägt durch Fließanomalien, wie beispielsweise Wandgleiten, eine Fließgrenze (hierunter ist eine Schubspannung zu ver stehen, unterhalb der das Material nicht fließt), eine starke Strukturviskosität und eine hohe Elastizität der Schmelze. Bei den üblicherweise in Kautschukmischungen enthaltenen Füllstoffen, beispielsweise Rußen, können außerdem starke Partikel-Wechselwirkungen auftreten. Dies bedeutet, zwischen den einzelnen Füllstoff- Partikeln wirken starke Kräfte, die entweder auf Neben- Valenz-Effekten beruhen, in vielen Fällen aber auch durch die Verschlaufung von Makromolekülen hervorgerufen werden, die - physikalisch - fest an die Füllstoff oberfläche angebunden sind. Vor allem die letztgenannten Kräfte entwickeln sich in Abhängigkeit von der Zeit. Daraus folgt, daß das rheologische Verhalten einer frisch hergestellten Kautschukmischung sich erheblich von einer langgelagerten Kautschukmischung unterscheiden kann. Rubber compounds are extremely complex rheological behavior. This is characterized by Flow anomalies such as wall gliding, a Yield point (a shear stress is to be below which the material does not flow), one strong structural viscosity and high elasticity of the Melt. In the usually in rubber compounds contained fillers, for example carbon blacks strong particle interactions also occur. This means between the individual filler Particles act with strong forces that either Valence effects are based, but in many cases also caused by the entanglement of macromolecules be that - physically - firmly attached to the filler surface are attached. Especially the latter Forces develop depending on time. It follows that the rheological behavior of a freshly made rubber compound itself differentiate from a long-stored rubber compound can.
Ein weiterer für die Verarbeitung von Kautschuk mischungen wichtiger Umstand ist darin zu sehen, daß die erwähnten Füllstoff/Füllstoff-Wechselwirkungen teilweise reversibel sind. Man spricht in diesem Zusammenhang von einem "Payne-Effekt". Dies führt dazu, daß lange ge lagerte und demzufolge hochviskose Mischungen nach dem Aufbringen einer Scherbelastung in dem Niveau ihrer Viskosität erheblich absinken. Da die Restaurierung der vorgenannten Wechselwirkungen relativ langsam abläuft, ist in der Praxis bei vielen Verarbeitungsverfahren die Charakterisierung einer gescherten Kautschukmischung relevanter in Bezug auf das Verarbeitungsverhalten als die Prüfwerte einer gelagerten Charge.Another for processing rubber important fact is to be seen in the fact that the filler / filler interactions mentioned in part are reversible. In this context one speaks of a "payne effect". This leads to the fact that ge stored and consequently highly viscous mixtures after Applying a shear stress at the level of theirs Significantly decrease viscosity. Since the restoration of the the aforementioned interactions are relatively slow, is the practice in many processing methods Characterization of a sheared rubber mixture more relevant in terms of processing behavior than the test values of a stored batch.
Das Thema der Beurteilung der Verarbeitungseigenschaften von Kautschukmischungen besitzt in der Praxis eine emi nente Bedeutung. Die Kautschukmischungen werden nämlich in einem diskontinuierlichen Mischprozeß chargenweise hergestellt. Da die Größe der Chargen im Verhältnis zur Größe der üblichen Fertigungslose gering ist, muß ein Kautschukverarbeiter pro Fertigungsauftrag viele Ein zelchargen verarbeiten. Schwanken diese Einzelchargen in ihren Verarbeitungseigenschaften, so variiert die Produktqualität.The subject of assessment of processing properties of rubber compounds has in practice an emi nente meaning. The rubber compounds are namely batch-wise in a discontinuous mixing process manufactured. Because the size of the batches in relation to The size of the usual production batch is small Rubber processor many orders per production order Process batches of cells. These individual batches fluctuate in their processing properties, the varies Product quality.
Die Hersteller von Gummiprodukten sind daher sehr stark daran interessiert, schon am Ende des Mischprozesses das Verarbeitungsverhalten umfassend zu charakterisieren. Heute übliche Mischungsprüfgeräte werden dieser Aufgabe nur unvollkommen gerecht. Entweder prüfen sie nur Einzelaspekte der Mischungsqualität, die mit dem Verarbeitungsprozeß nur eingeschränkt korrelieren, bei spielsweise die Dichte, oder sie charakterisieren das rheologische Verhalten der Kautschukmischungen nur mit einer Maßzahl, beispielsweise der Mooney-Viskosität, die keine Rückschlüsse auf das Verarbeitungsverhalten zu läßt, weil die Deformationsgeschwindigkeit bei diesen Prüfverfahren weit unterhalb der bei der Verarbeitung auftretenden liegen. Der Grund für diese sehr ein geschränkte Prüfung liegt in der diskontinuierlichen Mischungsherstellung. Die heute üblichen Mischverfahren arbeiten mit Zykluszeiten von etwa fünf Minuten, so daß auch die Chargenprüfung in dieser Zeit abgeschlossen sein muß. Eine Alternative zu dieser Art der Kurzzeit prüfung stellt das simultane Arbeiten mit mehreren Prüf geräten dar; dies ist aber - einerseits wegen der hohen Kosten, andererseits wegen der üblichen Abweichungen von Gerät zu Gerät - keine in der Praxis durchführbare Lösung.The manufacturers of rubber products are therefore very strong interested in that at the end of the mixing process Characterize processing behavior comprehensively. Mixture testers common today are used for this task only imperfectly fair. They either just check Individual aspects of the mix quality, which with the Correlate processing process only to a limited extent for example the density, or they characterize it rheological behavior of the rubber mixtures only with a measure, for example the Mooney viscosity, the no conclusions about the processing behavior leaves because the rate of deformation in these Test method far below that during processing occurring. The reason for this very one restricted examination lies in the discontinuous Mixture production. The usual mixing processes today work with cycle times of about five minutes, so that the batch inspection was also completed during this time have to be. An alternative to this type of short-term test is the simultaneous work with several tests devices represent; but this is - on the one hand because of the high Costs, on the other hand because of the usual deviations from device to device - not practical Solution.
Ein weiterer Mangel, der bei den heute angewandten Schnellprüfverfahren vorliegt, ist darin begründet, daß die elastischen Eigenschaften der Kautschukmischung nicht erfaßt werden. Diese elastischen Eigenschaften sind aber in der Praxis von eminenter Bedeutung. Im Falle des Extrudierens beeinflussen sie beispielsweise das Schwellen des Extrudates und damit unmittelbar die Produktdimensionen. Im Falle des Spritzgießens werden Druckverluste beim Durchströmen von Querschnittsüber gängen, beispielsweise Formteilausschnitten, erheblich von den elastischen Eigenschaften geprägt. Ändern sich diese Eigenschaften, so ist möglicherweise mit einer existierenden Spritzpresse eine Formfüllung nicht mehr möglich.Another shortcoming of those applied today The rapid inspection procedure is based on the fact that the elastic properties of the rubber compound cannot be recorded. These elastic properties are of eminent importance in practice. in the In the case of extrusion, they influence, for example the swelling of the extrudate and thus the Product dimensions. In the case of injection molding Pressure losses when flowing through cross-sections gears, for example molded part cutouts, considerably characterized by the elastic properties. Vary these properties, so possibly with one existing injection press no longer fill a mold possible.
Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß mit den heute üblichen Prüfverfahren nur eine unzureichende Aussage über das Verarbeitungsverhalten von Kautschukmischungen möglich ist.The above statements show that with today's usual test methods only an insufficient statement about the processing behavior of rubber compounds is possible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, eine Prüftechnik zu schaffen, die folgende
Anforderungen erfüllt:
The invention is therefore based on the object of providing a test technique which meets the following requirements:
- - Die elastischen Schmelzeeigenschaften - bestimmt durch die Dehnviskosität als Funktion der Dehngeschwindig keit - sollen erfaßt und charakterisiert werden;- The elastic melt properties - determined by the expansion viscosity as a function of the expansion speed speed - should be recorded and characterized;
- - die viskosen bzw. (genauer) die strukturviskosen Schmelzeeigenschaften - bestimmt durch die Scher viskosität als Funktion der Schergeschwindigkeit - sollen ebenfalls erfaßt und charakterisiert werden;- the viscous or (more precisely) the structurally viscous Melt properties - determined by the shear viscosity as a function of shear rate - should also be recorded and characterized;
- - die Prüfverfahren sollen sich nicht auf einen Meßpunkt beschränken, wie die Scher- oder Dehngeschwindigkeit, sondern einen gewissen Bereich der Deformations geschwindigkeit abdecken;- The test methods should not refer to one measuring point limit how the shear or stretch speed, but a certain area of deformation cover speed;
- - damit die zeitabhängigen rheologischen Effekte die Messung möglichst wenig beeinflussen, muß das Material unmittelbar vor der rheologischen Prüfung einer praxisnahen Vorscherung unterworfen werden;- so that the time-dependent rheological effects The material must influence the measurement as little as possible immediately before the rheological test of a subject to practical shear;
- - die Prüfung der Mischung sollte automatisch möglich sein und einen Zeitbedarf von weniger als fünf Minuten erfordern.- The mixture should be checked automatically be and take less than five minutes require.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art darin, daß die Blende lösbar mit der Rheometerdüse verbunden und somit austauschbar ist.The task is solved by a Device of the type mentioned in that the Aperture detachably connected to the rheometer nozzle and thus is interchangeable.
Die Blende dazu dient, die Kautschukmischung gezielt einer hohen Dehnbeanspruchung auszusetzen. Die Erfindung ermöglicht es hierbei, jeweils eine Blende mit für den jeweiligen Fall optimalem Durchtrittsquerschnitt in die Rheometerdüse einzusetzen.The bezel is used to target the rubber compound exposed to high tensile stress. The invention makes it possible to use an aperture for each each case optimal passage cross-section in the Use rheometer nozzle.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung werden somit sämtliche vorstehend genannten Forderungen erfüllt. The inventive design of the device are all the above claims Fulfills.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die in der Rheometer düse vorgesehene Öffnung - der Bypass - in ihrem Querschnitt veränderbar ausgebildet.In one embodiment of the invention is that in the rheometer opening provided - the bypass - in your Cross-section designed to be changeable.
Durch die in ihrem Querschnitt veränderbare Öffnung - den Bypass - kann ein Teilvolumenstrom des vom Extruder gelieferten Durchsatzes abgeleitet werden. Hierbei ist es wegen der Veränderbarkeit des Quer schnitts der Öffnung möglich, bei gleichbleibender Schneckendrehzahl des Extruders unterschiedliche Vo lumenströme durch die Rheometerdüse zu leiten.Through the opening, which can be changed in cross-section - the bypass - can be a partial volume flow from the Extruder delivered throughput can be derived. Here it is because of the changeability of the cross section of the opening possible, with the same Screw speed of the extruder different Vo to direct lumen flows through the rheometer nozzle.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist für die Verstellung des Querschnitts der Öffnung in der Rheo meterdüse ein motorisch oder hydraulisch betriebener Schließmechanismus vorgesehen. Hierdurch ist eine sehr genaue Einstellung des Querschnitts der Öffnung möglich.In a further embodiment of the invention is for Adjustment of the cross section of the opening in the Rheo meter nozzle a motor or hydraulically operated Locking mechanism provided. This is a very exact adjustment of the cross section of the opening possible.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann noch dadurch ver bessert werden, daß sich an den Austritt der Rheo meterdüse eine Wägevorrichtung anschließt, mittels der die aus der Rheometerdüse austretende Masse erfaßt wird.The inventive device can still ver be improved that the exit of the Rheo meter nozzle connects a weighing device by means of which the mass emerging from the rheometer nozzle is recorded.
Bei der Durchfühung des Verfahrens zum Messen der Ver
arbeitungseigenschaften von Kautschukmischungen mittels
einer Vorrichtung mit den vorstehend aufgeführten Merk
malen werden folgende Meßwerte automatisch erfaßt und
einem Prozeßrechner zugeführt:
When carrying out the method for measuring the processing properties of rubber mixtures by means of a device with the features listed above, the following measured values are automatically recorded and fed to a process computer:
- - Druck vor der am Einlauf der Rheometerdüse vorge sehenen Blende,- Pressure in front of the pre at the inlet of the rheometer nozzle seen aperture,
- - Drücke innerhalb des Kanals der Rheometerdüse,- pressures within the channel of the rheometer nozzle,
- - Massedurchsatz,- mass flow,
- - Massetemperatur vor der am Einlauf der Rheometer düse vorgesehenen Blende,- Melt temperature before that at the inlet of the rheometer nozzle provided aperture,
- - Massetemperatur am Austritt des Extruders, - melt temperature at the outlet of the extruder,
- - Drehzahl der Schnecke des Extruders,- speed of the screw of the extruder,
- - Motorleistung,- engine power,
- - Drehmoment der Schnecke des Extruders.- Torque of the screw of the extruder.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die ermittelten Daten zur Feststellung der Scher viskosität und der Dehnviskosität als Funktion der Deformationsgeschwindigkeit genutzt.In an embodiment of the method according to the invention the data determined to determine the shear viscosity and the expansion viscosity as a function of Deformation rate used.
Nach einem anderen Merkmal des erfindungsgemäßen Ver fahrens werden die ermittelten Daten zur Berechnung der Schnecke des Extruders genutzt und werden durch Ver gleich der errechneten und der gemessenen Werte für die jeweils vorliegenden Betriebspunkte Rückschlüsse auf das Förderverhalten von Schneckenmaschinen gezogen.According to another feature of the Ver driving, the determined data for calculating the Extruder screw and are used by Ver equal to the calculated and measured values for the operating points in each case conclusions on the Conveying behavior drawn by screw machines.
Nachstehend wird die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.The device according to the invention is described below an embodiment in connection with the Drawing explained in more detail.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Extruder 1 und einer Rheometerdüse 2, die durch Flansche 3 und 4 miteinander verbunden sind. Am Einlauf der Rheometerdüse 2 befindet sich eine Blende 5 und im Bereich zwischen der Spitze der - durch eine dünne Vollinie angedeuteten - Extruderschnecke 6 und der Blende 5 ist eine verstellbare Öffnung 7, ein sogenann ter Bypass, vorgesehen. Die verstellbare Öffnung 7 weist einen motorisch oder hydraulisch verstellbaren Schließ mechanismus 8 auf.The device shown in the drawing consists of an extruder 1 and a rheometer nozzle 2 , which are connected by flanges 3 and 4 . At the inlet of the rheometer nozzle 2 there is an orifice 5 and in the area between the tip of the - indicated by a thin solid line - extruder screw 6 and the orifice 5 , an adjustable opening 7 , a so-called ter bypass, is provided. The adjustable opening 7 has a motor or hydraulically adjustable closing mechanism 8 .
Der Extruder 1, im vorliegenden Fall ein Laborextruder, hat die Aufgabe, das ihm zugeführte Material zu plasti fizieren, dabei zu scheren und der Rheometerdüse 2 zu zuführen. Die Scherung stellt dabei die bereits erwähnte Vorscherung dar.The extruder 1 , in the present case a laboratory extruder, has the task of plastifying the material fed to it, shearing it and feeding the rheometer nozzle 2 . The shear represents the previously mentioned shear.
Die austauschbare Blende 5 dient dazu, das Material gezielt einer hohen Dehnbeanspruchung - im vorliegenden Fall durch Strömungsbeschleunigung - zu unterwerfen. Nach dem Austritt aus der Blende 5 wird die Kautschuk mischung durch den Kanal der Rheometerdüse 2 hindurch gedrückt, wobei der Druckgradient in Strömungsrichtung gemessen wird. Die Ermittlung praxisnaher Werte für die Dehn- und Scherviskosität erfolgt durch Messung unter schiedlicher Signale. Zum einen wird der Druck vor der Blende 5 erfaßt, zum anderen zwei Drücke in der Rheometerdüse 2. Außerdem wird vor der Blende 5 und am Austritt der Rheometerdüse 2 die Massetemperatur erfaßt.The interchangeable screen 5 serves to subject the material to a high level of stretching - in the present case by accelerating the flow. After exiting the orifice 5 , the rubber mixture is pressed through the channel of the rheometer nozzle 2 , the pressure gradient being measured in the direction of flow. Practical values for the elongation and shear viscosity are determined by measuring different signals. On the one hand, the pressure in front of the orifice 5 is detected, and on the other hand two pressures in the rheometer nozzle 2 . In addition, the melt temperature is detected in front of the aperture 5 and at the outlet of the rheometer nozzle 2 .
Zur rheologischen Auswertung muß ferner der Massedurch satz durch die Rheometerdüse 2 bestimmt werden. Dies geschieht entweder manuell durch Zeitmessung und Aus wiegen der ausgestoßenen Menge oder mittels einer auto matischen Wäge- und Schneidvorrichtung. Optional können noch das Drehmoment der Schnecke 6 des Extruders 1, deren Drehzahl und die thermischen Randbedingungen erfaßt werden.For rheological evaluation, the mass flow rate through the rheometer nozzle 2 must also be determined. This is done either manually by timing and weighing the quantity ejected or by means of an automatic weighing and cutting device. Optionally, the torque of the screw 6 of the extruder 1 , its speed and the thermal boundary conditions can also be detected.
Die Chargenprüfung erfolgt in der Weise, daß zunächst - nachdem der Extruder 1 stabile Betriebsbedingungen er reicht hat - dem Extruder 1 eine zu prüfende Menge der Kautschukmischung zugeführt wird, und zwar üblicherweise in Streifenform. Werden nun wiederum stabile Konditionen festgestellt, beispielsweise anhand der Stabilität der vorgenannten Meßgrößen, so werden die aktuellen Meßdaten abgespeichert. Anschließend wird die verstellbare Öffnung 7 gegenüber der ersten Einstellung verändert, also mehr geschlossen oder mehr geöffnet, so daß sich zwar der Extruderdurchsatz kaum ändert, aber der Masse strom durch die Rheometerdüse 2 eine starke Modifikation erfährt.The batch test is carried out in such a way that first - after the extruder 1 has reached stable operating conditions - the extruder 1 is supplied with a quantity of the rubber mixture to be tested, usually in strip form. If stable conditions are again determined, for example on the basis of the stability of the aforementioned measurement variables, the current measurement data are stored. The adjustable opening 7 is then changed compared to the first setting, that is to say more closed or opened more, so that the extruder throughput hardly changes, but the mass flow through the rheometer nozzle 2 undergoes a major modification.
Claims (7)
- 1. Druck vor der am Einlauf der Rheometerdüse (2) vorgesehenen Blende (5),
- 2. Drücke innerhalb des Kanals der Rheometerdüse (2),
- 3. Massedurchsatz,
- 4. Massetemperatur vor der am Einlauf der Rheometer düse (2) vorgesehenen Blende (5),
- 5. Massetemperatur am Austritt des Extruders (I),
- 6. Drehzahl der Schnecke (6) des Extruders (1),
- 7. Motorleistung,
- 8. Drehmoment der Schnecke (6) des Extruders (1).
- 1. pressure in front of the orifice ( 5 ) provided at the inlet of the rheometer nozzle ( 2 ),
- 2. Press within the channel of the rheometer nozzle ( 2 ),
- 3. mass throughput,
- 4. melt temperature in front of the orifice ( 5 ) provided at the inlet of the rheometer nozzle ( 2 ),
- 5. melt temperature at the outlet of the extruder (I),
- 6. speed of the screw ( 6 ) of the extruder ( 1 ),
- 7. engine power,
- 8. Torque of the screw ( 6 ) of the extruder ( 1 ).
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19848076A DE19848076A1 (en) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | Extruder and rheometer nozzle equipment for measuring rubber compound processing properties has a interchangeable diaphragm in the nozzle |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006103184A1 (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-05 | F.Lli Maris S.P.A. | Apparatus and method for carrying out the pressure filter test |
US9097565B2 (en) | 2012-03-30 | 2015-08-04 | Beaumont Technologies, Inc. | Method and apparatus for material flow characterization |
RU2674128C1 (en) * | 2015-06-08 | 2018-12-04 | Ляйстритц Экструзионстехник Гмбх | Measuring nozzle for measuring shear viscosity of polymer melts |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3535269C1 (en) * | 1985-10-03 | 1986-12-18 | Hermann Berstorff Maschinenbau Gmbh, 3000 Hannover | Sealing device for a screen changing device |
DE3642757A1 (en) * | 1986-01-08 | 1987-07-16 | Barmag Barmer Maschf | Process for product monitoring of melt-extruded plastics by monitoring the dynamic viscosity of the melt in the extrusion system |
DE3737892A1 (en) * | 1987-11-07 | 1988-03-10 | Ver Foerderung Inst Kunststoff | On-line characterisation of the viscoelastic properties of the extrudate in smear heads |
-
1998
- 1998-10-19 DE DE19848076A patent/DE19848076A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3535269C1 (en) * | 1985-10-03 | 1986-12-18 | Hermann Berstorff Maschinenbau Gmbh, 3000 Hannover | Sealing device for a screen changing device |
DE3642757A1 (en) * | 1986-01-08 | 1987-07-16 | Barmag Barmer Maschf | Process for product monitoring of melt-extruded plastics by monitoring the dynamic viscosity of the melt in the extrusion system |
DE3737892A1 (en) * | 1987-11-07 | 1988-03-10 | Ver Foerderung Inst Kunststoff | On-line characterisation of the viscoelastic properties of the extrudate in smear heads |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"Fortschritts Berichte Der VDI Zeitschriften, Reihe 5, Nr.33, DEZ.1977, S.22-27 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006103184A1 (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-05 | F.Lli Maris S.P.A. | Apparatus and method for carrying out the pressure filter test |
US9097565B2 (en) | 2012-03-30 | 2015-08-04 | Beaumont Technologies, Inc. | Method and apparatus for material flow characterization |
RU2674128C1 (en) * | 2015-06-08 | 2018-12-04 | Ляйстритц Экструзионстехник Гмбх | Measuring nozzle for measuring shear viscosity of polymer melts |
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