聚合物表征-聚合物流变性能的研究.ppt

* * 转矩流变曲线各段意义（1） OA：在给定温度和转速下，物料开始粘连，转矩上升到A点。 AB：受转子旋转作用，物料很快被压实（赶气），转矩下降到B点。（有的样品没有AB段） * * 转矩流变曲线各段意义（2） BC：物料在热和剪切力的作用下，开始塑化（软化或熔融），物料即由粘连转向塑化，转矩上升至C点。 CD：物料在混合器中塑化，逐渐均匀。达到平衡，转矩下降到D。 * * 转矩流变曲线各段意义（3） DE：维持恒定转矩，物料平衡阶段。（90秒以上） E－：继续延长塑化时间，导致物料发生分解，交联，固化，使转矩上升或下降。 * * 由转矩流变曲线获得的信息 判断可加工性 确定加工时间（物料在成型之前的时间） 确定加工温度 评价材料的热稳定性 * * （1）判断可加工性 由于M的大小直接反映了物料的粘度和消耗的功率。可以看出此配方是否具有加工的可能性。 若M太大，则在加工中需要消耗许多电力，或在更高的温度下，才能降低M ，成本提高，这时应考虑改变配比，下调M。 * * （2）加工时间（物料在成型之前的时间） 热塑性材料：要求t4不能太短，否则还未成型就已分解、交联。 热固性材料：若t4太长，效率低，需等很长时间才能固化、脱模，周期长；若t4太短，来不及出料已固化在螺杆或模具中。 * * （3）加工温度 可以测定不同温度下（T）的转矩流变曲线，得到M－T关系。 * * （4）材料的热稳定性 以分解时间（t4）的长短来表征。 * * 1、研究原材料的可加工性 * * 三种PVC原料的转矩流变曲线 * * 1＃：t3最长，M3最高，最不宜加工 3＃：t3最短，M3最低，最宜加工 * * 2、测试聚合物热稳定性 * * PVC加工中常用的稳定剂 CaCO3 CaSO4 SiO2 TiO2 高岭土 红泥 碳黑 滑石粉 * * CaCO3，红泥 对PVC热稳定性的影响 * * 红泥（RM－2） 铝土矿中提取Al2O3后的残渣，含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等。 * * 红泥添加量对PVC热稳定性的影响 * * 3、增塑剂吸收情况研究 * * 增塑剂吸收情况观察 反应增塑剂的分散快慢; 增塑剂与聚合物的相互作用情况。 * * 增塑剂吸收过程的流变曲线 * * 不同类型增塑剂吸收过程的流变曲线 邻苯二甲酸二辛酯 邻苯二甲酸二丁酯 邻苯二甲酸二异辛酯 * * 3种增塑剂吸收情况分析 DIOP：达到平衡的时间（t3)最长，但是达到平衡时的转矩值(M3)最低。（说明吸收完全，增塑效果最好） * * 5、生胶或混炼胶塑化性能 天然橡胶胶料在使用前都需要经过有效的塑化 如在开炼机或密炼中进行塑化，要达到塑化完全，必须保证有充足的塑化时间，安全的加工时间是既可达到塑化效果良好，又不会引起材料的焦烧或其它的化学变化。 * * 生胶或混炼胶塑化性能的研究 * * 通常的经验值是： λ＝0.05-0.07物料塑化状况较好; λ值过大表示物料脱辊打滑，物料不宜混匀 λ值过小表示物料粘辊，也不宜混匀。 * * 聚合物流变性能的研究 * * 研究聚合物流变行为的目的 绝大多数聚合物成型加工都是对聚合物流体的加工 聚合物流体可能是： 聚合物熔体 预聚体 聚合物浓溶液 * * 研究聚合物流变行为的目的 高聚物熔体在流动中都伴随中形变，所以聚合物材料熔融态时的流变性能直接影响其加工性能，从而最终影响着产品的外观及使用性能 。 流变性能是制定工艺条件的核心问题。 流变性能也是设计配方时必须考虑的问题。 * * 1、测定聚合物流动性的仪器 落球粘度计 旋转粘度计 毛细管粘度计（Capillary Rheometer） 转距流变仪 * * 1.1 落球粘度计 * * 1.2 旋转粘度计 * * （1）同轴圆筒式 * * （2）平行平板粘度计 * * （3）锥板流变仪 * * 1.3 毛细管流变仪 * * 1.3.1仪器结构图 * * 1.3.2 毛细管流变仪的应用 * * （1）流变性质与分子结构的关系－指导合成 分子质量分布：ABC ?/S-1 ?a/Pa.s * * （2）研究添加剂对原材料流变性能的影响 在橡胶的各种添加剂中，炭黑是必不可少的，而且添加量也较大。炭黑的性能及含量对橡胶性能有明显影响 。 * * 炭黑粒径对物料粘度的影响 注：HAF为高耐磨炉黑, 粒径d3d2d1 ?a/Pa.s ?/S-1 * * 炭黑粒径对物料粘度的影响 曲线规律：同种炭黑，用量相同时，粒径越小， 粘度越大。 原因：炭黑粒子表面能吸附分子链形成缠结点，炭黑与胶料形成包容胶和网状结构，使流动困难，粘度增加，从而使流动阻力变大。 * *