聚合物液體在管和槽-資料下載頁
2025-05-14 01:10本頁面
【正文】 ? 對擠出物加以適當(dāng)牽引 二、不穩(wěn)定流動和熔體破裂現(xiàn)象 聚合物熔體在低剪切速率的流動條件下，各種因素引起的小的擾動容易受到抑制。 定義 ：聚合物熔體在高剪切速率時，液體中的擾動難以抑制并易發(fā)展成不穩(wěn)定流動，引起液流破壞，這種現(xiàn)象稱為“ 熔體破裂 ”。 出現(xiàn)“熔體破裂”時的應(yīng)力或剪切速率稱為 臨界應(yīng)力和臨界剪切速率。 PMMA于 170℃ 、 不同應(yīng)力下 發(fā)生不穩(wěn)定流動時擠出物試樣 產(chǎn)生熔體破裂的原因 1. 管壁上出現(xiàn)滑移和液體中的彈性回復(fù) ? 剪切變稀， 表觀粘度最低 ，產(chǎn)生滑移。 ? 流動中的分級效應(yīng)使 低分子量組分 分裂在管壁，粘度降低，產(chǎn)生滑移。 滑移造成流速不同，彈性能分布不均，在平行梯度上產(chǎn)生彈力效應(yīng)，當(dāng)彈性應(yīng)力大于粘滯阻力時平衡破壞， 產(chǎn)生彈性回復(fù) 。 2. 液體剪切歷史的差異 ? 入口區(qū)域和管內(nèi)受到的剪切力不同，彈性回復(fù)不同。 ? 入口端的死角存在渦流，使剪切力不同。 穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流動的速度分布 （ a）穩(wěn)定流動，有正常擠出物； （ b）、（ c）不穩(wěn)定流動，有彎曲狀擠出物 影響因素 1. 非牛頓性 非牛頓性強，柱塞流動，不易渦流， 入口區(qū)域和管內(nèi)受到的剪切作用是主要原因 。在較高剪切下出現(xiàn)不穩(wěn)定流動， rc↑,如 PP、 PVC、 HDPE。 非牛頓性差，拋物線流動，易渦流。 渦流是引起不穩(wěn)定流動的主要原因 。 rc↓如 LDPE、聚酯。 2. 分子量及其分布 分子量越大，易纏結(jié)，彈性回復(fù)嚴重，較低的剪切速率就破裂； 分子量分布窄，臨界剪切應(yīng)力也降低。 3. 加工溫度 T T越高，臨界應(yīng)力和臨界剪切速率都增大。 4. 流道幾何形狀 α越小，臨界剪切速率變大，長徑比增大，臨界剪切速率增加。 顯然，不穩(wěn)定流動現(xiàn)象的存在將限制流率的進一步提高，所以過分提高擠出速度會使制品外觀和內(nèi)在質(zhì)量受到不良的影響。 第三節(jié) 聚合物液體流動性測量方法 簡介 將各種聚合物材料置于不同儀器中，測定它們在 不同溫度和壓力下的剪應(yīng)力、剪切速率和表現(xiàn)剪切粘度之間的關(guān)系 。有時還包括 拉伸應(yīng)力和拉伸粘度和溫度之間的關(guān)系 等 對于 真實的非牛頓流體 液體在管中的 速度分布 nkdrdv ?? ???? )(nLPrkdrdv )2(???)1)(2()2(1100 ???????? ????nrRLPkdrLPrkdvv nnnRv按流動曲線計算的流率 表觀粘度 η`和粘度 η的關(guān)系 為： nnnnLPRkLPRkRQ )(2)2(4 233 ???? ????nnn )413(` ?? ?? 用于測定聚合物流變性質(zhì)的儀器一般稱為流變儀或粘度計。 毛細管粘度計 旋轉(zhuǎn)粘度計 落球粘度計 一、毛細管粘度計 測定流量 Q和 ΔP（加入砝碼的重量）的關(guān)系 可繪制不同的 τγ曲線。 QLPRa 84 ??? ?????擠壓式毛細管流變儀結(jié)構(gòu)示意圖 1負荷頭； 2柱塞； 3環(huán)形加熱器； 4料筒； 5料筒夾套； 6加熱器外套； 7毛細管； 8底部加熱器； 9熱電偶測溫計； 10中部加熱器； 11頂部加熱器； 12儀器支架 校 正 因為存在端末效應(yīng)，所以需要校正。 1. 壓力降影響的校正 2. 熱效應(yīng)影響的校正 3. 熔體壓縮性影響的校正 各種效應(yīng)對 τRγR的影響示意圖 1理想流動 2動能損耗 3端末效應(yīng) 4彈性能 5湍流 6入口壓損失 7熱效應(yīng) 8壁面滑移 二、旋轉(zhuǎn)粘度計 適用于粘性與高粘性聚合物熔體或濃溶液 轉(zhuǎn)筒式 錐板式 平行板式 聚合物熔體 濃溶液 轉(zhuǎn)筒式粘度計的結(jié)構(gòu)和速度分布 )11(4 202 RRLMia ?? ???錐板式粘度計結(jié)構(gòu)示意及速度分布 平行板粘度計結(jié)構(gòu)及液體中的速度分布 下板旋轉(zhuǎn)， 上板記錄轉(zhuǎn)矩 M 三、落球粘度計（測溶液常用） 此法不能研究粘度的剪切速率依賴性，但可作為毛細管粘度計及旋轉(zhuǎn)式粘度計測量流動曲線時在低剪切速率區(qū)域的補充。 落球粘度計的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖 180)(29)(2 22 ????? ???? rr grvgr 前面所介紹的熔融指數(shù)的測定和螺旋流動度的測定不存在較寬廣的應(yīng)力 —應(yīng)變速率關(guān)系，只為加工工藝條件的確定提供參考。
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