塑料加工流变性能

1、主要内容：1 .基本概念2。常用流变仪的分类3。扭矩流变仪4的基本结构、测试原理和操作。聚氯乙烯塑料加工流变曲线分析。影响流变性能测试结果的因素1。基本概念、流变性质当聚合物熔体和溶液(简称为流体)受到外力作用时，它们既表现出粘性流动又表现出弹性变形，因此它们被称为流变性质或聚合物流体的流变行为。聚合物的流动不仅仅是整个分子的迁移，而是每个链段分段运动的总结果。在外力作用下，聚合物链不可避免地沿外力方向拉伸，即聚合物的粘性流动伴随着一定量的弹性变形，外力消失后，聚合物链再次卷曲，变形需要恢复一部分。流体类型(1)牛顿流体3360低分子流体在流动时具有较高的流速，流动阻力越大，剪切应力与剪切速率

2、成正比。粘度是流体对这种流动的内摩擦阻力，它与分子间缠结和分子间相互作用的程度有关。(2)非牛顿流体3360不符合牛顿流体定律，称为非牛顿流体。一般来说，可以通过流量曲线来判断。剪切增稠流体(膨胀流体)，剪切稀释流体(假塑性流体)，理想宾汉流体；宾汉流体(塑性体):的剪切应力小于一定值Y，流体不运动。当Y时，出现牛顿流体，如牙膏、油漆和泥浆。2)假塑性流体3360的粘度随着剪切速率的增加而降低，剪切力变小(流动性变好)。例如，大多数聚合物熔化，3)可膨胀流体：的粘度增加，剪切力随着剪切速率的增加而增厚，例如分散系统、聚合物悬浮系统、胶乳等。流化体：保持恒定的剪切速率，粘度随时间增加。例如，饱和

3、聚酯等。触变性：保持恒定的剪切速率，粘度随时间降低。例如，油漆等。大多数实际聚合物的流动行为遵循通用流动曲线。2.常用流变测量仪器。(1)根据不同的测量原理，毛细管流变仪可分为两种类型：恒速型(压力测量)和恒压型(流量测量)。(2)转子流变仪可分为锥板式、平行板式(板式)、同轴圆筒式等。(3)混合器式转矩流变仪(4)振荡流变仪用于测量小振幅下的动态力学性能，其结构与转子流变仪相同。3.混合机的转矩流变仪实际上是一种组合式转矩测量仪。除了主机，它还配有一个小型密炼机，一个小型螺杆挤出机和各种模具。转矩流变仪可用于研究热塑性材料的热稳定性、剪切稳定性、流动性和固化行为。转矩流变仪的基本结构，图1-

4、2转矩流变仪示意图1压力杆；2个进料口；3内部混合室；4漏斗；5密炼机；6紧急制动开关；7手动面板；8驱动和扭矩传感器；9开关；10计算机，测试原理，材料被添加到混合室中，受到由两个转子施加的作用力，使得材料在转子和室壁之间被混合和剪切，并且材料在转子肋上施加反作用力，该反作用力由测力传感器测量，并且在机械分类之后被转换成杠杆臂中的扭矩值的单位牛顿米(N.m)读数。扭矩值反映了材料的粘度。不同温度下材料的粘度可以通过用热电偶控制转子温度来获得。操作步骤和注意事项：(1)了解扭矩流变仪的工作原理、技术规格以及安装、使用和清洗的相关规定。(2)根据上面列出的公式准确称量。应根据以下公式计算添加样品

5、的质量(m): W1=(V1-V0)0(6-1)，其中W1-进料量(g) V1-混合器容量(cm3) V0-转子体积(cm3)-原料的固体体积或熔体密度(g/cm3)为了比较样品的测试结果，应每次称量相同质量的样品。(3)关闭主电源开关，打开转矩流变仪上的开关，打开电脑；(4)根据实验要求设定温度。达到实验设定的温度并稳定10分钟后，开始实验。首先，校正扭矩并观察转子是否转动。如果转子不旋转，则无法进行以下实验。当转子正常旋转时，可以进行下一个实验。(5)进料器将物料放入混合室，放下压料杆压紧物料，开始记录，在预定的实验时间停止记录。实验过程中注意仔细观察扭矩和熔体温度随时间的变化；(6)实验

6、结束后，加入少量润滑剂，然后拆卸并清洗混合器。4.聚氯乙烯塑料加工流变曲线分析。图中显示聚氯乙烯典型的转矩-时间流变曲线有三个峰值，第一个峰值为加料峰值，第二个峰值为塑化峰值，第三个峰值为分解峰值，分别代表物料的添加、塑化和分解。点A的水平与干混合物的转速和表观密度有关。随着材料温度的升高，它逐渐接近预设的混合温度，树脂软化，空气被排除。扭矩降低至b点。由于热和剪切的作用，树脂颗粒破裂，颗粒中的材料开始从表面塑化，材料的粘度逐渐增加，扭矩迅速上升至C点。对应于C点的峰值为塑化峰值。随着塑化材料内部残留空气的去除，材料所有部分的温度趋于一致。熔体结构逐渐均匀，扭矩逐渐减小，达到平衡扭矩点D，这是

7、一个相对稳定的值。长期混合后，当pvc熔体中的稳定剂逐渐失去作用时，材料开始分解交联，颜色由黄色变为棕色，扭矩从E5点开始迅速增加。影响塑料流变性能测试结果的因素：(1)混合室内物料量不足，转子难以与物料接触，不能达到最佳的混合塑化效果。相反，如果加入过多的物料，一些物料无法进入混合室进行均匀混合或出现过大的阻力矩，这将使仪表安全装置工作并停止运行。实验过程中，顶部螺栓对物料的压力被消除，仪器的扭矩变化不明显，说明进料量基本合适。(2)如果试验温度选择的温度过低，过大的扭矩将使安全装置工作，仪器将停止运行。当温度过高时，聚合物的链段流动性增加，体积膨胀。随着温度的升高，分子间相互作用减少，流动性增加，粘度降低。(3)速度混合室中转子速度的确定通常取决于加工所需的条件。同时，根据材料的粘滞阻力、测试温