【文章內容簡介】 000 to 1 mio. 14 250010250 ?? ????? ssmm.ΔhΔvγ200um m/s 日常生活常見工程對應的剪切速率 流變儀 旋轉流變儀的應用 流動曲線：判斷可塑性材料的可流動性 流動和粘度曲線反映的是熱塑性材料在不同剪切和加工條件下的流動性能。 低剪切或者低角頻率頻條件下，材料的粘度與剪切速率或角頻率無關，稱為零剪切粘度，此時流體為牛頓流體，該值同重均分子量 Mw的 次方成正比。高頻區(qū)反映了該材料在不同剪切速率（加工條件）條件下的流動性。 適用所有熱塑性材料。 Mw [g/mol] Eta ( ) Intrinsic Viscosity power on Mw Zero shear viscosity power on Mw 流動曲線：判斷可塑性材料的可流動性 旋轉流變儀的應用 對于不同的應用方向，材料的要求不同。 對于涂料而言，要求低剪切條件下粘度高，便于運輸，高剪切條件下粘度低，便于混合和涂覆。 旋轉流變儀的應用 粘度曲線：區(qū)別 MFI不能區(qū)別的信息 MFI是固定負載（剪切速率）條件下的穩(wěn)態(tài)剪切粘度度量。 MFI 不同品種的高聚物之間不能用其熔融指數(shù)值比較其測定結果，MFI不能直接用于實際加工過程中的高切變速率下的計算，只能作為參考數(shù)據(jù)。 MFI是在低剪切速率下測得的，不存在廣泛的應力應變速率關系，因而不能用來研究塑料熔體粘度和溫度，粘度與剪切速率的依賴關系，僅能比較相同結構聚合物分子量或熔體粘度的相對數(shù)值。 流變學與微觀結構的關系 旋轉流變儀的應用 水，乙醇等小分子 聚乙烯，聚丙烯等聚合物材料 交聯(lián)聚乙烯，超高分子量聚乙烯，橡膠 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 3 10 4 10 5 Random coil, Isotropic, Entanglement density highest Segment orientation in flow direction Entanglements decrease with flow rate 體系在流動過程中分子形態(tài)不斷發(fā)生變化 旋轉流變儀的應用 聚合物重均分子量和分子量分布定性判斷及定量表征 對于聚合物重均分子量和分子量分布的定性判斷通過儲能模量和損耗模量之間的交點判斷。 儲能模量和損耗模量之間的交叉點 Gx水平位置可以定性分析材料的重均分子量， Gx的垂直位置則能夠定性判斷分子量分布。同時同類型聚合物的支化度也可以通過 Gx位置偏移進行定性判斷。 該方法僅適合比較同類型聚合物 聚合物重均分子量和分子量分布定量表征 對于聚合物重均分子量和分子量分布的定性判斷通過不同溫度下的頻率掃描，應力松弛和蠕變實驗，計算出材料松弛時間譜。（ 計算 ） 相比液相凝膠色譜法（ GPC）而言，該方法不需要溶劑，對樣品條件限制比較低，幾乎所有的熱塑性材料都可以測量。 該方法適用于 PS， PE， PP，PC， PMMA及 PTFE等等。但松弛時間過長也很難應用，如超高分子量聚乙烯。 旋轉流變儀的應用 測試方法 依存性 靈敏度 特點 GPC M 高分子量區(qū)域尺寸效應不明顯 本征粘度 M 高分子量區(qū)域稀溶液理論很難成立 光散射 M1 M0 高分子量區(qū)域敏感 滲透壓 M1 M2 低分子量的數(shù)均分子量較好 零剪切粘度 M M 高分子量區(qū)域靈敏度最高 回復柔量 (Mz/Mw) … . 分子量分布最敏感，對分子量不敏感 不同分子量測定方法的比較 . 38(6), 1797(1994) 聚合物重均分子量和分子量分布定性判斷及定量表征 旋轉流變儀的應用 HDPE MWD=2 Mw=1X105 1X107 at 190C 10 2 10 1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 10 10 10 11 Freq [rad/s] Eta* ( ) [P] MWD=2 Mw inceasing from 1e5 to 1e7 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 Mw [g/mol] w(m)*Mw ( ) [ ] Synthesized MWD PS MWD=2 Mw=1X104 – 1X106 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 Freq [rad/s] Eta* ( ) [P] 10 4 10 5 10 6 10 7 Mw [g/mol] w(m)*Mw ( ) [ ] 聚合物重均分子量和分子量分布定性判斷 旋轉流變儀的應用 Synthesized MWD PS MWD=2 Mw=1X104 – 1X106 10 6 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 Freq [rad/s] G39。 ( ) G ( ) 10 4 10 5 10 6 10 7 Mw [g/mol] w(m)*Mw ( ) [ ] 在分子量分布相同的情況下，聚合物的零切粘度隨分子量的增加而增加，其儲能模量和損耗模量也隨分子量的增加而增加。 聚合物重均分子量和分子量分布定性判斷 旋轉流變儀的應用 Synthesized MWD PS Mw= 2X105 MWD=28 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 Freq [rad/s] Eta* ( ) Eta* Synthesized MWD PS 2e5 MWD=8 Synthesized MWD PS 2e5 MWD=2 Synthesized MWD PS 2e5 MWD=6 Synthesized MWD PS 2e5 MWD=4 Synthesized MWD PS 2e5 MWD=3 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 Mw [g/mol] w(m)*Mw ( ) [ ] Synthesized MWD PS Mw= 2X105 MWD=28 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 Freq [rad/s] G39。 ( ) 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 Mw [g/mol] w(m)*Mw ( ) [ ] G39。 Synthesized MWD PS Mw= 2e5 MWD=8 Synthesized MWD PS 2e5 MWD=3 Synthesized MWD PS 2e5 MWD=4 Synthesized MWD PS 2e5 MWD=6 Synthesized MWD PS 2e5 MWD=2 聚合物重均分子量和分子量分布定性判斷 旋轉流變儀的應用 Synthesized MWD PS Mw= 2X105 MWD=28 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 10 1 10 2 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 Freq [rad/s] G ( ) 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 Mw [g/mol] w(m)*Mw ( ) [ ] G Synthesized MWD PS Mw= 2e5 MWD=8 Synthesized MWD PS 2e5 MWD=3 Synthesized MWD PS 2e5 MWD=4 Synthesized MWD PS 2e5 MWD=