聚合物熔体微尺度剪切黏度测量方法与黏度模型.pdfVIP

学兔兔 第48卷第16期 机 械 工 程 学 报 Vo1．48 lqo．16 20 I 2年 8月 JOURNAL 0F MECHANICAL ENGINEERING Aug． 2 0 1 2 DoI：lO．3901／JME．2012．16．021 聚合物熔体微尺度剪切黏度测量方法与黏度模型木 王敏杰 田慧卿 赵丹阳 (大连理工大学机械工程学院 大连 1 1 6024) 摘要：研究微尺度效应下聚合物熔体黏度时，发现不同入口修正方法获得的剪切黏度随特征尺寸变化的规律不同，这对于聚 合物微成型理论和技术尤为重要。采用直径分别为1 000 m、500 m、350 的毛细管口模，在相同试验条件下分别用零 口模法和Bagley法两种入口修正方法，研究高密度聚乙烯(Highdensitypolyethylene，HDPE)、短链支化的聚丙烯(Pob，pr0pylene， PP)、聚甲基丙烯酸甲脂(Polymethylmethacrylate，PMMA)和聚苯乙烯(Polystyrene，vs)四种材料的剪切黏度变化规律。结果发现， 两种方法获得的PMMA和Ps黏度随口模直径变化的规律相反，指出传统入口修正方法在测量微尺度黏度时存在局限。基于入口 收敛流动特征，提出一种考虑微尺度效应下压力影响的测量方法，并用该方法给出四种材料剪切黏度随口模直径变化的真实规律。 试验剪切速度范围内，四种材料剪切黏度均随口模直径的减小而减小，平均变化幅度为9．9％~38．3％，并从分子结构角度揭示四 种材料黏度变化程度不同的机理。基于黏度变化规律，采用唯象性方法建立适用于宏—微观尺度下的黏度模型。试验结果表明该 模型的理论预测结果与试验结果平均误差小于3．7 0／0I验证了模型的正确性和有效性。 关键词：聚合物熔体 入口修正 微通道 剪切黏度 黏度模型 中图分类号：TG76 TQ320 Micro—scale Shear Viscosity Testing Approach and Viscosity Model of Poly mer Melts WANG Minj ie TIAN Huiqing ZHAO Danyang (School of Mechanical and Engineering，Dalian University of Technology,Dalian 1 1 6024) Abstract：When shear viscosity of polymer melts under micro．scale effect is studied，different shear viscosity variations are obtained by using various entrance correction methods，which is of significant importance for micro forming theory and technology．Shear viscosities of four polymers，including high density polyethylene(HDPE)，polypropylene(PP)，polymethylmethacrylate(PMMA)and polystyrene(PS)，are investigated under the same experimental condition by both orifice correcti