聚合物熔体的流动性.ppt

在拉伸流场中，一方面由于分子缠结破坏而使粘度降低，另一方面链的拉直和沿拉伸轴取向，使拉伸阻力，粘度增大，于是，拉伸粘度随之变化，取决于上述哪一种效应的优势。同样，在拉伸过程中由于熔体中有局部弱点，形变趋于均匀，又由于应变硬化，因而η拉随之增大而增大，此类材料如：LDPE，PS，聚异丁烯。B类的η拉与ε无关，如PMMA，ABS，PA，POM，聚酯；C类因局部弱点在拉伸过程中引起熔体的局部破裂，η拉随之增大而下降，如HDPE、PP等。第124页,共127页，星期六，2024年，5月A类材料在纤维纺丝过程中的应用在纺丝过程中，纤维上的某处偶然出现薄弱点，使该处截面积变小，拉伸速率增大，但由于材料的拉伸粘度随拉伸速率增大而增大，将阻碍该薄弱点进一步发展，使丝条复厚，纺丝过程稳定。第125页,共127页，星期六，2024年，5月本节课后作业：按流动曲线分类，有哪些流动类型，每类的流动曲线特点如何，并各举两三个例子．高聚物熔体破碎现象、类别、原因及对策第126页,共127页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第127页,共127页，星期六，2024年，5月２．原因：一是入口效应，物料进入口型之前，由于机腔直径较大，流动速率小，进入口型后，直径较小，流动速率大，在口型入口处的流线是收敛的，所以在口型入口处出现沿流动方向的速度梯度，对胶料产生拉伸力，使分子链部分拉直，如果在口型有足够的停留时间，则部分拉直了的分子链还来得及松弛，即来得及消除弹性形变，不把它带出口型之外，只带出真正的塑性形变，挤出后没有胀大现象，然而，由于挤出时流速快，虽然在口型中流动方向的速度梯度已不复存在，但因为停留时间较短，部分拉直了的分子链来不及在口型里松弛，即把弹性形变带出口型外，所以挤出后，流动突然停止，部分伸直了的分子链很快的，大部分地，卷曲回缩，然后挤出物停放时又进一步卷曲回缩，挤出物直径，厚度增大，长度缩小。第92页,共127页，星期六，2024年，5月二．是高聚物在口型中的剪切流动也伴随有高弹性变，即在口型中稳定流动时，由于切应力，法向应力差，使分子链构象变化，导致弹性形变，挤出后回复产生膨胀现象。第93页,共127页，星期六，2024年，5月右图给出的是一定切变速度下，挤出胀大比B与L/D关系曲线，Ｌ/Ｄ较小时，L/Ｄ稍微增大一些，即口型稍微长一些，物料在口型中停留时间稍长一些，Ｂ下降很多，但在L/Ｄ较大时，L/Ｄ增大一些，Ｂ下降不多，可见在一定切变速率下，物料的弹性复原行为取决于它在口型中的停留时间，如停留时间短，Ｌ/Ｄ小，则来不及松驰而膨胀率大，反之亦然。可见，当Ｌ/Ｄ较小时，入口效应为主，而当Ｌ/Ｄ较大时，由入口效应引起的弹性形变已松驰得差不多了，留下的主要是剪切流动中伴随产生的弹性形变。第94页,共127页，星期六，2024年，5月３．表示方法：（１）挤出口模膨胀比ＢB=挤出物直径/口模直径，也可以为断面，有关部位尺寸与口型相应的尺寸之比表示。（2）挤出口型膨胀比B‘与挤出收缩率L其中l0为没有收缩长度，l为挤出物的实际长度。第95页,共127页，星期六，2024年，5月4：影响挤出胀大效应的因素a：链结构aa：化学结构：聚合物分子间作用力大，空间位阻大，内旋转困难，则松弛时间较长，挤出胀大效应明显，如天然橡胶的B比丁苯，氯苯橡胶小。ab：分子量：分子量大，分子间作用力大，粘度大，流动性差，松驰时间长，流动过程中弹性形变所需要的松弛时间长，B大，第96页,共127页，星期六，2024年，5月ac分子量分布分子量分布宽，B增大，由于高分子量级分的松驰时间较长，来不及松驰引起，与前面讲述过的分子量分布宽弹性大是一致的．ad：支化支化程度高，长支链支化而缠结，松驰时间延长，B增大第97页,共127页，星期六，2024年，5月b：配方：ba：填充剂一般认为，填充量大的胶料，含胶率小，B小。如下图所示，炭黑用量增加，B减小。第98页,共127页，星期六，2024年，5月炭黑结构性的影响炭黑的结构性高，B小，如右图。炭黑是由若干个炭黑粒子在炭黑生成的过程中熔结成聚体的，它具有三度空间的链状结构，粒子之间有空隙，结构性高的炭黑，聚结体的体积大，空隙很高，在混入橡胶之后，在这些空隙之中必然塞入了橡胶，炭黑结构性高，吸留橡胶的量多，“自由橡胶”的量相比减小，因而B减小，同时，炭黑结构性高，链状的炭黑在混炼时受到较大的剪切作用而断裂，产生活性很大的新表面，同时可断链的橡胶的游离基有可能与炭黑结合，因而使结合胶量增加，“自由橡胶”量减小，B减小。第99页,共127页