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技術(shù)文章

熔體流動(dòng)速率與溫度關(guān)系

閱讀：313發(fā)布時(shí)間：2022-2-19

一、熔體流動(dòng)速率儀介紹：
在高分子材料的成型過(guò)程中 如塑料的壓制~ 壓延~ 擠出~ 注射 化纖的抽絲 橡膠的加工等過(guò)程中高分子材料均處于熔體狀態(tài)O 工業(yè)生產(chǎn)中除極少數(shù)幾種成型方法外 塑料在成形時(shí)均處于粘流態(tài)O 其流變性能決定了成型加工工藝~ 設(shè)備結(jié)構(gòu)形式和所得制品的性能 因此研究塑料熔體的流變行為無(wú)論是對(duì)于塑料本身特性的研究 還是對(duì)于塑料成型加工都顯得非常重要 尤其定量分析聚合物熔體流變性能與加工條件間的關(guān)系更為重要O 一般情況下 熔體流動(dòng)速率(MFR) 值越大 表明熔體的流動(dòng)性和加工性越好[1]O本文通過(guò)對(duì)幾種常見(jiàn)塑料的熔體流動(dòng)速率儀的測(cè)量 根據(jù)高分子物理的基本理論 運(yùn)用*小二乘法建立了溫度與MFR 之間的關(guān)系。
二、熔體流動(dòng)速試驗(yàn)部分：
2. 1 實(shí)驗(yàn)儀器
pPXRZ-400C 熔體流動(dòng)速率儀: 吉林大學(xué)科教儀器廠產(chǎn)品 標(biāo)準(zhǔn)口模長(zhǎng)度( 8. 000. 025) mm 標(biāo)準(zhǔn)口模內(nèi)徑 ( 2. 095 0. 005)mm 活塞桿長(zhǎng)度( 255 0. 10) mm 活塞桿直徑9 mm 活塞桿頭長(zhǎng)度( 6. 35 0. 10) mm 活塞桿頭直徑( 9. 55 0. 06) mmO
2. 2 實(shí)驗(yàn)條件[4~ 6]實(shí)驗(yàn)條件見(jiàn)Tab. 1O
2. 3 實(shí)驗(yàn)原材料
ABS, PA757, 中國(guó)臺(tái)灣寄美實(shí)業(yè)公司產(chǎn)品;PP, 獨(dú)山子石油化工廠產(chǎn)品; LDPE, PE-El800lZ, 大慶石化公司產(chǎn)品; PS, 666D, 北京燕山石化公司產(chǎn)品O
2. 4 試驗(yàn)方案
( l) 按照GB368Z-83 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)溫度作為aT~T 關(guān)系式中的參考溫度T0 , 與此相應(yīng)的MFR 作為MFR(T0 ) ; ( Z ) 改變測(cè)試溫度T, 分別測(cè)定出PP~ LDPE~ PS~ ABS 的MFR值O 結(jié)果與討論 擬合的aT~1/T 曲線方程擬合的aT~l/T 曲線方程見(jiàn)Tab. Z O 依據(jù)擬合方程計(jì)算出的不同測(cè)試溫度下的MFR 與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較, 二者之間的誤差一般小于l0 , 計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較吻合O擬合的ln aT~1/T 關(guān)系曲線依據(jù)擬合方程, PP~ LDPE~ PS~ ABS 的lnaT~l/T 關(guān)系曲線見(jiàn)Fig. l~ Fig. Z ~ Fig. 3~ Fig. 在ln aT~l/T 的坐標(biāo)系中均得到一條直線,說(shuō)明aT與l/T 成指數(shù)關(guān)系, 由此關(guān)系式, 可以算出一定溫度下的MFR 值。溫度對(duì)熔體流動(dòng)速率的影響: 從Fig. 1~Fig. 4 可見(jiàn) 對(duì)于同一種高聚物 當(dāng)溫度升高時(shí) aT變小 表明聚合物熔體的粘度下降 熔體流動(dòng)速率(MFR) 增大 這是因?yàn)楦呔畚锶垠w的粘度取決于聚合物的組成和分子間的距離 對(duì)于一定體積的聚合物 當(dāng)溫度升高時(shí) 由于分子鏈活動(dòng)能力增強(qiáng)~ 分子鏈間的相互作用減小流動(dòng)性增加 因此粘度減小 MFR 增大溫度對(duì)任何聚合物的熔體流動(dòng)速率都是有影響的 但對(duì)于不同的高聚物 溫度的改變對(duì)其MFR 的影響是不同的 從Tab. 2 可知 PP~LDPE 的O 值很小 在5000 左右 在aT~ 1/T坐標(biāo)系中的直線斜率較小 說(shuō)明溫度的改變對(duì)其MFR 的影響不大; 而ABS~ PS 的O 值較高在1. 2> 104 左右 在aT~1/T 坐標(biāo)系中直線的斜率較大 說(shuō)明溫度的改變對(duì)其MFR 的影響較大 這種現(xiàn)象是由材料本身的結(jié)構(gòu)決定的 前者為柔性材料 粘流活化能較低; 后者為剛性材料 粘流活化能較高 PP 與ABS 相比 ABS 對(duì)溫度是非常敏感的 被稱為溫敏性材料 因?yàn)锳BS 的分子鏈?zhǔn)莿傂枣?分子間作用力大要想提高流動(dòng)性就必需升高溫度以減弱分子間作用力使分子鏈的活動(dòng)能力增強(qiáng)。
3. 3. 2 壓力對(duì)熔體流動(dòng)速率的影響: 壓力是指測(cè)試熔體流動(dòng)速率時(shí)所加負(fù)荷的大小 負(fù)荷的變化相當(dāng)于剪切應(yīng)力的變化 聚合物的熔體粘度隨剪切速率和剪切應(yīng)力的變化而變化 本實(shí)驗(yàn)依照GB3682-83 標(biāo)準(zhǔn)在恒定壓力下測(cè)試MFR 所以壓力對(duì)熔體流動(dòng)速率的影響本文不作考慮。

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