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技術(shù)文章

熔體流動速率與溫度關(guān)系

閱讀：258發(fā)布時間：2022-2-19

一、熔體流動速率儀介紹：
在高分子材料的成型過程中 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論是對于塑料本身特性的研究 還是對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 熔體流動速率(MFR) 值越大 表明熔體的流動性和加工性越好[1]O本文通過對幾種常見塑料的熔體流動速率儀的測量 根據(jù)高分子物理的基本理論 運用*小二乘法建立了溫度與MFR 之間的關(guān)系。
二、熔體流動速試驗部分：
2. 1 實驗儀器
pPXRZ-400C 熔體流動速率儀: 吉林大學(xué)科教儀器廠產(chǎn)品 標(biāo)準(zhǔn)口模長度( 8. 000. 025) mm 標(biāo)準(zhǔn)口模內(nèi)徑 ( 2. 095 0. 005)mm 活塞桿長度( 255 0. 10) mm 活塞桿直徑9 mm 活塞桿頭長度( 6. 35 0. 10) mm 活塞桿頭直徑( 9. 55 0. 06) mmO
2. 2 實驗條件[4~ 6]實驗條件見Tab. 1O
2. 3 實驗原材料
ABS, PA757, 中國臺灣寄美實業(yè)公司產(chǎn)品;PP, 獨山子石油化工廠產(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 試驗方案
( l) 按照GB368Z-83 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)實驗溫度作為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 ) 改變測試溫度T, 分別測定出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Tab. Z O 依據(jù)擬合方程計算出的不同測試溫度下的MFR 與試驗結(jié)果進(jìn)行比較, 二者之間的誤差一般小于l0 , 計算結(jié)果與實驗數(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。溫度對熔體流動速率的影響: 從Fig. 1~Fig. 4 可見 對于同一種高聚物 當(dāng)溫度升高時 aT變小 表明聚合物熔體的粘度下降 熔體流動速率(MFR) 增大 這是因為高聚物熔體的粘度取決于聚合物的組成和分子間的距離 對于一定體積的聚合物 當(dāng)溫度升高時 由于分子鏈活動能力增強~ 分子鏈間的相互作用減小流動性增加 因此粘度減小 MFR 增大溫度對任何聚合物的熔體流動速率都是有影響的 但對于不同的高聚物 溫度的改變對其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 說明溫度的改變對其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 說明溫度的改變對其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 對溫度是非常敏感的 被稱為溫敏性材料 因為ABS 的分子鏈?zhǔn)莿傂枣?分子間作用力大要想提高流動性就必需升高溫度以減弱分子間作用力使分子鏈的活動能力增強。
3. 3. 2 壓力對熔體流動速率的影響: 壓力是指測試熔體流動速率時所加負(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 本實驗依照GB3682-83 標(biāo)準(zhǔn)在恒定壓力下測試MFR 所以壓力對熔體流動速率的影響本文不作考慮。

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