第六章高聚物熔体流变特性.pptVIP

分子结构不同，剪切速率对粘度的影响不同。 图2-14 常见高聚物的流变曲线[6] 1.PC(290℃) 2.PSF(310℃) 3.ABS(210℃) 4.PMMA(201℃) 5.PA1010(234℃) 6.PS(190.5℃) 7.PP(170℃,MFR=2.61) 8.SPVC(172℃) 9.LDPE(175℃,MFR=6.58) 影响高聚物熔体的剪切粘度的因素 影响高聚物熔体的剪切粘度的因素 ●分子链刚性很大的聚合物，其链段运动比较困难，分子链的缠结点较少，在流动过程中取向、解缠作用很小，剪切速率的提高，粘度变化较小 ,例如PC、PSF。 ●聚合物的极性大，或存在氢键、离子键等，分子之间的作用力大，粘度大，此时，必须给予足够的能量，才能克服分子间作用力，温度对粘度的影响更为显著，而剪切速率则影响较小，如PA、POM、PVC等。 ●带有长支链的聚合物的粘度比线性高聚物更易受剪切速率的影响，LDPE粘度比HDPE对剪切速率的敏感性要大。 分子量不同，粘度对剪切速率的敏感性不同。 图2-15 分子量分布相似时平均分子量对流动曲线的影响 （图中箭头指示的是开始出现非牛顿流动行为时的剪切速率） 影响高聚物熔体的剪切粘度的因素 分子量分布不同，粘度对剪切速率的敏感性不同 ? 图2-16 分子量分布对流动曲线的影响 （图中箭头指示的是开始出现非牛顿流动行为时的剪切速率） 影响高聚物熔体的剪切粘度的因素 不同剪切速率范围内，粘度对剪切速率的敏感性不同 影响高聚物熔体的剪切粘度的因素 静压力提高，对聚物熔体粘度上升。 4. 压力的影响 影响高聚物熔体的剪切粘度的因素 ? 熔体流动速率 压力为1.73×108Pa与1.35×107Pa粘度的比值 PE （密度0.96） PE （密度0.92） PE （密度0.92） PE （密度0.945） PP （密度0.907） PS 5.0 2.1 0.3 0.2 - - 4.1 5.6 9.7 6.8 7.3 100 影响高聚物熔体的剪切粘度的因素 其它影响因素： 低分子物（如：溶剂、增塑剂、本身的低聚物）的加入，会使粘度降低。 高聚物流变性测量方法 (1)物料的流变学表征：通过测量掌握物料的流变性质与体系的组分、结构以及测试条件间的关系，为材料设计、配方设计、工艺设计提供基础数据，控制和达到期望的加工流动性和主要物理力学性能。 (2)工程的流变学研究和设计： 借助流变测量研究聚合反应工程、高分子加工工程及加工设备与模具设计制造中的流场及温度场分布，确定工艺参数，研究极限流动条件及其与工艺过程的关系，为实现工程最优化，为完成设备与模具CAD设计提供可靠的定量依据。 (3)检验和指导流变本构方程理论的发展 。 流变仪类型 毛细管流变仪：恒速型(测压力)和恒压型(测流速)两种。通常的高压毛细管流变仪多为恒速型，剪切速率范围：10-1～106s-1 流变仪类型 熔体流动速率测定仪 流变仪类型 锥板流变仪：剪切速率范围10-2～103ｓ-1 流变仪类型 落球黏度计： 剪切速率范围０～10－２ｓ-1 高聚物熔体的弹性 ● 缠结和取向理论 挤出物胀大示意图 1.挤出物胀大现象（P99） 将高聚物熔体从口模挤出时，在大多数情况下，挤出物横截面积会大于口模的横截面积，这种现象被称为挤出物胀大。 挤出物胀大是流体弹性的典型表现。 定义挤出物直径de与毛细管直径之比D为胀大比B。 高聚物熔体的弹性 当剪切速率和温度相同时，口模长径比增大，B下降。 影响挤出物胀大的因素 1.口模长径比 高聚物熔体的弹性 影响挤出物胀大的因素 图2-23 高密度聚乙烯挤出物胀大比与毛细管长径比的关系 剪切速率：(1)700s-1; (2)600 s-1; (3 ) 500 s-1; (4 )400 s-1; (5)300 s-1; (6)200 s-1 温度：180℃ 高聚物熔体的弹性 * 第六章 高聚物熔体的流变特性 高聚物熔体的奇异流变现象 高粘度与“剪切变稀”行为－工艺条件的变化或剪切应力及剪切速率的变化，粘度会发生1～3个数量级的大幅变化，对稳定加工影响很大。 高聚物熔体的奇异流变现象 Weissenberg效应 高聚物熔体的奇异流变现象 挤出物胀大(Barus效应）－工艺和模具的设计，影响到尺寸的精确度。 不稳定流动和熔体破裂－影响到高聚物的加工质量和产率的提高 高聚物熔体的奇异流变现象 各种次级流动－模具和流道的设计 高聚物熔体的奇异流变现象 孔压误差－流变的测量 出口压力－流变测量 高聚物熔体的奇异流变现象 湍流减阻效应（Toms效应）：在石油开采、运输、抽水灌溉、循环水系统 高聚物熔体的奇异流变现象 触变性和震凝性 ●