流变性能测定.ppt

3.转矩流变仪的流变方程右图给出不同温度下丁苯橡胶的转矩与转速关系，坐标轴采用双对数坐标，可见，在一定的转速范围内，转矩的对数值与转速的对数值成正比关系，即其中，t是结构粘性系数，A与t可通过实验数据获得。可见上式与非牛顿型流体的幂律方程相似。第31页,共50页，星期六，2024年，5月在密闭式双转子混合器中，这种混合器可以设想成两个相邻的同轴圆筒粘度计，每一个具有一定当量面积，转速分别是N和N‘，设转子混合器中对应于某个平均剪切速率，有确定的平均剪切应力。作用在当量面积上的转矩M与粘性力矩平衡，即与剪切应力相关，其转速与剪切速率相关，因此根据剪切应力与剪切速率关系，可以确认M与N之间有如下关系：此式即为转矩流变仪的流变方程式，式中n，k即为幂律方程的n，k，c（n）是与n及密闭混合器几何尺寸相关的系数。第32页,共50页，星期六，2024年，5月4.应用（一）原材料的检验与研究图不同用量稳定剂对PVC稳定性能影响随稳定剂用量增加，开始出现平衡扭矩上升的时间延长，PVC安全加工时间随稳定剂用量的增加而增加。第33页,共50页，星期六，2024年，5月图不同类型稳定剂对PVC混炼加工稳定性的影响可见，CaZn-Stabi和Pb-Stab#1两种稳定剂出现转矩升高的时间较短，而Pb-Stab3#出现升高的时间最长，因此它的稳定效果最好。可见，利用转矩流变仪可模拟实际加工过程，为选择合适的稳定剂提供依据。第34页,共50页，星期六，2024年，5月（二）聚合物交联过程研究右图不同温度对交联PE反应速率的影响，温度为140，交联反应开始的时间最长，反应速率最小，温度为160时，反应速率最大，时间最短。聚合物发生交联反应时，分子链由线性结构转变为三维的网状结构，体系粘度增大，转矩升高，因此可用转矩曲线上升作为交联反应开始的标志，转矩上升的速率可以反映交联反应速率的快慢。从加料到开始交联做需要的时间作为安全加工时间，这对聚合物加工是非常重要的，如果安全加工时间太短，聚合物在混合过程中发生交联，如果太长，则会降低生产效率，因此在选择加工条件时，应合理确定加工温度、交联剂用量。第35页,共50页，星期六，2024年，5月6.4熔融指数测量仪1.概述用熔融指数测量仪测定高分子材料的流动性，是在给定的剪切速率下测定其粘度参数的一种简易方法。但它存在一些不足：口模长径比小，流体在口模中不能充分发展，所以同时存在拉伸与剪切变形；剪切速率小，约0.5~20s-1，与实际生产有差异，挤塑的剪切速率10~1000s-1，注塑为100~10000s-1第36页,共50页，星期六，2024年，5月第37页,共50页，星期六，2024年，5月基本结构：（1）料筒：内径9.550±0.025mm，长度在150~180mm之间（2）活塞：直径9mm。在活塞杆上相距30mm处刻有两道环形标记。（3）标准口模：内径2.095±0.005mm和1.180±0.010mm两种，高度皆为8.000±0.025mm。（4）负荷：活塞杆与砝码质量之和，精度±0.5%。第38页,共50页，星期六，2024年，5月2.测试原理与方法熔融指数的定义在一定的温度和负荷下，聚合物熔体每10min通过规定的标准口模的质量，单位g/10min。ASTMD1238规定了常用聚合物的测试方法，测试条件包括；温度范围125~300℃，负荷范围0.325~21.6Kg。之所以规定这样的测试范围，是为了使MFI值在0.15~25之间的测量取得可信的值。MFI的计算公式：其中W为样条质量，t为切样条时间间隔。第39页,共50页，星期六，2024年，5月3.应用3.1确定高分子材料的加工方法与用途MFI是热塑性聚合物熔体流动性的一个表征参数，生产商利用MFI的大小划分产品的等级，确定适用的加工方法与用途。下表：利用MFI确定不同等级的HDPE的用途MFI（190℃）加工方法典型用途0.05~0.15压模，挤出样模0.1~1.3挤出管材，圆杆0.1~0.4吹塑薄膜薄膜0.4~0.7挤出吹塑储油罐1.3~3挤出吹塑中空制品3~13挤出吹塑，注塑玩具，日用制品13~25注塑螺丝帽25注塑日用制品第40页,共50页，星期六，2024年，5月6.5其它流变测量仪器（一）锥板型转子流变仪属于转子流变仪的一种，其核心结构由一个旋转的锥度很小的圆锥体和一块固定的平板组成，被测液体充入其中。圆锥体由半径R、外锥角Θc及转速Ω等参数确定，Ω可连续调节。