您当前的位置:>> 首页 >>成功案例

产品搜索:
请在下列输入框内输入您要查找的产品名称。

产品目录
  • 流变仪系列
  • 电压击穿强度亚博yabo外围app仪
  • 热变形维卡测试仪
  • 塑料球压痕、硬度计类
  • 密度计水分仪熔点仪马弗炉
  • yabo88app下载仪
  • 冲击yabovip2019
  • 万能材料yabovip2019类
  • 海绵泡沫材料yabovip2019类
  • 建筑材料检测仪器类
  • 包装亚博yabo外围app仪器
  • 橡塑行业专业仪器
  • 环境亚博yabo外围app箱系列
  • 导电材料绝缘性能亚博yabo外围app类
  • 管材板材亚博yabo外围app仪类
  • 试样制备仪器类
  • 燃烧阻燃亚博yabo外围app箱类
  • 电液伺服yabovip2019类
  • 汽车检测仪器类
  • 磨擦磨损yabovip2019系列
  • 旋光仪、折光仪
  • 成功案例
    打印 字体缩放

    热塑性熔体的流变学观点(毛细管流变仪)

    2016-01-18

    介绍
    流变学是研究物质流动和变形的一门
    学科,它建立在17 世纪晚期Hooke
    和 Newton引入的弹性和粘性原理的
    基础之上。因为容易成型,价格低廉,
    热塑性聚合物熔体广泛应用于现代工
    业制造,被用来制备各种产品。所以
    我们需要了解聚合物熔体成型时是如
    何流动的。
    聚合物是一个复杂体系,很多因素都
    影响其流动属性。影响流变性能的因
    素可能包括:成型温度;流动速度;
    停留时间等。
    除此之外,聚合物的流变特征介于液
    体和固体之间。这就导致聚合物的流
    动特征和其他重要的特性,下面讨论
    其中的部分关系。
    我们已明确,熔体粘度取决于温度。
    降低模具温度直至正在成型的部分产
    生粗面,这时的温度就是产品表面不
    会出现瑕疵的zui低成型温度(对应zui
    大树脂粘度)。
    降低模具的温度可以节约能量、缩短
    生产时间,因此了解粘度与温度的关
    系是十分重要的。
    众所周知,聚合物熔体挤出时会有出
    口胀大现象,其表现就是挤出物直径
    变大。出口胀大的程度与进入口模时
    熔体的弹性变形大小相关。另外要注
    意的是,在流量恒定的情况下,熔体
    的出口胀大程度(确切说是挤出胀大
    程度)取决于口模的长度。换句话说,
    聚合物熔体有时间依赖性,聚合物熔
    体会逐渐消除入模时产生的弹性变形,
    熔体在口模里的时间越长,出口胀大
    程度也就越小。
    熔体弹性对很多其他聚合物加工成型
    有着深刻的影响,例如:
    吹塑成型。产品的壁厚取决于模具闭
    合前挤出时产生的出口胀大程度。
    真空成型或热成型。聚合物必须保持
    一定程度的弹性,防止被真空吸入冷
    成型模具前产生下垂。如果聚合物没
    有足够的弹性,它有可能在应用真空
    和压力前接触到冷硬的模具。
    同时,聚合物的加工性能也取决于混
    合物成型时润滑剂、增塑剂、填充物
    和其他组分的浓度。从该简介中我们
    可以了解,要正确认识聚合物熔体流
    动性能,需要各种各样复杂的仪器。
    流变学家认为,聚合物流动性能可以
    简单分为三部分:以粘度表征的剪切
    与拉伸流动,和以模量或胀大比表征
    的弹性行为。
    为了全面表征聚合物的性质,要求使
    用的仪器可以在一定的温度和剪切/拉
    伸速率的范围内提取这些参数。现代
    实验室流变测试仪器可以分为两大类:
    旋转流变仪和毛细管流变仪
    该类仪器通常需要检测少量聚合物样品,
    样品呈圆片状,通常为直径 25 毫米、
    厚 1 毫米。将该样品放置在一对平行板
    之间,或是上面是锥形板,下面是平板,
    可以通过外部加热装置来保持温度,如
    吹风炉或对板进行电加热。
    现代旋转流变仪可以进行多种测试,能
    够全面表征材料在一定温度和流动速率
    范围内的流动行为。可进行的测试项目
    例如:
    流变曲线,测量剪切粘度与剪切速率或
    剪切应力之间的关系。若剪切速率足够
    低,可得到恒定的粘度,即所速率足够
    低,可得到恒定的粘度,即所谓的零剪
    切粘度。
    旋转流变仪
    流变学应用文章
    2 流变学应用文章
    图 1:190°C 时 LDPE 的流动曲线,其粘度在
    低剪切速率下呈现平台。零剪切粘度的大小由
    聚合物的平均分子量决定。
    图 2: 190ºC 聚丙烯的蠕变(蓝色)和恢复(红色)
    曲线,能够测定零剪切粘性和平衡可恢复柔量。
    图 3:190°C 时 LDPE 的应力松弛数据。松弛时
    间分布曲线包含聚合物分子量的分布信息。
    图 4: 聚丙烯在 190?C 时的频率扫描。交点
    由平均分子量和分子量分布决定。
    亚博yabo外围app表明,零剪切粘度取决于聚合物
    的平均分子量,平台的长度(即粘度
    降低前的剪切速率)反应了分子量分
    布的宽度。可使用软件包从这些数据
    中测定平均分子量和分子量分布。
    蠕变亚博yabo外围app(在指定的时间内持续施加
    恒定应力),是测定零剪切粘度的另
    一种方法。结合回复亚博yabo外围app(移除应力),
    它们可以测量样品弹性应变量的大小,
    因为弹性物质会产生回弹并尽量恢复
    其原始形状。
    应力松弛亚博yabo外围app是使样品瞬间变形(施
    加应变),并记录应力随时间的变化。
    应力松弛的速度取决于测试温度下聚
    合物的粘弹性。该数据通常用松弛模
    量与时间坐标图显示。模量与时间的
    关系经常被忽略,但它能快速测定零
    剪切粘度以及平均分子量。
    模量/时间微分函数可以生成连续的松
    弛时间分布曲线。这种本质上异常复
    杂的函数包含了与聚合物分子量分布
    相关的信息。
    小振幅振荡测试作为便捷的频率测试
    功能,经常用于同时测量聚合物的弹
    性和粘性特征。zui常使用的两个参数
    是“存储”(弹性)模量和“损耗”( 粘
    性)模量 (G’’),分别表征材料的恢复
    (即弹性响应)和流动(粘性响应)
    随形变速率(测试频率)改变而相应
    改变的程度。
    聚合物熔体的典型响应是高频率下主
    要表现为弹性,低频率下主要表现为
    粘性。这意味着存在一个两种响应相
    等的临界频率。很明显,这是一个意
    义明确的点,而这个频率与模量的交
    点取决于某些线型聚合物的分子量和
    分子量分布。利用这个点作为质量控
    制工具的潜在优势在于与产生剪切粘
    度的常量点相比,储能模量和损耗模
    量的交点在较高的频率。因此,与流
    动曲线测量或蠕变亚博yabo外围app相比,该测试
    的时间可能要少得多。
    关于分子结构信息和加工性能关系的
    全面讨论已经超出了这篇文章的范围,
    而下面的例子可以说明聚合物的粘性
    和弹性表征是怎样解决实际加工中的
    问题的:
    A) 挤出成型中管厚规的多样性
    低频率下(0.1 Hz 以下)的振荡测试
    揭示不同批次材料之间的弹性模量差
    异。显而易见,管厚规取决于聚合物
    挤出后的恢复程度,因此管道尺寸越
    大弹性模量就越大也就不足为奇了。
    B) 减少纤维纺丝特征的不一致性
    低频振荡测试能够显示不同批次材料
    之间的弹性特征差异。
    图 5:两种 HDPE 管道的频率扫描曲线。较
    高弹性模量的样品产生较大尺寸的规管。
    图 7:优劣聚丙烯短纤维(PP 纤维)样品
    储存模量与频率的函数。劣质样品弹性较大,
    导致纤维直径不一致。
    图 6: 优劣聚丙烯短纤维(PP 纤维)样品
    复数粘度与频率的函数。注意,没有明显可
    识别的差异。
    单单看粘度,没有大的差别,表明材料的平
    均分子量是一致的。低频时的弹性差异是由
    于分子量分布 (MWD) 差异导致,MWD 范
    围宽,导致更多的分子链缠绕在一起,妨碍
    了纤维纺丝工艺中的拉伸工艺。这又会导致
    zui终生产出的产品不一致。
    毛细管流变仪
    毛细管流变仪包含一个温度可控的
    料桶,装有一个或多个精密的孔,孔的
    出口位置装有毛细管口模。熔体压力传
    感器安装在口模的正上方,用于检测当
    聚合物熔体按设定的流动速度从口模中
    挤出时的压降。使用毛细管口模和“孔”
    或“零长度”口模可以通过测定聚合物的
    剪切速率和拉伸速率与剪切粘度和拉伸
    粘度的关系。
    借助于不同的附件,可以使用激光扫描
    仪测量出口胀大,使用速度可控的辊组
    传送纤维状聚合物测量熔体强度(熔体
    张力)与牵引速度的关系。
    一般来说,毛细管流变仪比旋转流变仪
    更常用于测定高剪切速率下熔体特性,
    以及在典型的加工条件下测定流变性能。
    尤其重要的是其测定高拉伸速率下的拉
    伸(伸长)特征,特别是测定生产线上
    的拉伸速率的能力远高于其他技术(如
    反向旋转滚轮设备)。
    图 8 和图 9 显示剪切和拉伸数据,说
    明了很重要但经常被忽略的一点:两种
    聚合物可能有几乎相同的剪切流动行为,
    却有可能表现出极为不同的拉伸行为。
    前面已指出,许多聚合物加工工艺(纤
    维纺丝、中空吹塑)事实上都是拉伸工
    艺,因此测定拉伸粘度比测量剪切粘度
    更为重要。
    图 8:剪切粘度与剪切速率的关系。两种橡胶
    数据不能明显区分。
    图 9:拉伸粘度和拉伸速率曲线,与图 8 所示
    为同种材料。拉伸特征明显不同。
    图 10:证明熔体的破裂表现为由振荡压力。该
    材料为 190?C 下的聚丙烯。
    毛细管流变仪通常用于研究加工性能,而不是仅
    仅用于测定流变参数。两个例子是流动不稳定区
    域的测定以及壁面滑移和临界应力的测量。
    流变

    关闭>>

    吉林省华博科技工业有限公司(www.huayangyq.cn)主营:yabo88app下载仪,电子万能yabovip2019,耐电压击穿|摆锤冲击|高分子材料万能yabovip2019,热变形维卡软化点测定仪-吉林省华博科技工业有限公司 www.huayangyq.cn

    扫一扫

    欢迎关注我们网站平台

    联系我们

    名称:吉林省华博科技工业有限公司

    电话:0431-80602817/80602818

    邮箱:18879199@qq.com

    传真:

    邮编:130031

    化工仪器网 制作维护

    点击这里给我发消息
    13009129951
    点击这里给我发消息
    13944914986
    点击这里给我发消息
    18946553313
    点击这里给我发消息
    17300060335
    点击这里给我发消息
    18043130072
    点击这里给我发消息
    15843008081
     

    吉公网安备 22010502000171号