第六章高分合金的其他性能

1、第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,1. 概述 高分子材料只有加工成制品，才有直接使用的价值。由 高分子材料到制品，一般是经历加热塑化、流动成型、冷却 固化三个基本步骤。在熔融塑化成黏性流体的过程中，高分 子材料中的各种结构，除化学结构外，其他结构差不多都破 坏了。而在流动成型和冷却固化过程中，高分子的聚集态结 构、形态结构等又重新形成。所以，高分子材料熔体的流变 特性对其制品的结构与性能是至关重要的。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,2. 高分子熔体的粘性流动 2.1 高分子熔体剪切流动的特点 速度梯度方向垂直于流动方向的流动称为剪切流动。高 分子

2、剪切流动有以下特点： （1）通过链段沿流动方向协同重排运动进行 小分子液体中存在着许多与分子尺寸相当的空穴。受到 外力作用时，分子向沿外力方向空穴跃迁，而分子原来占有 的位置成了新空穴，又让后面的分子向前跃迁。如此前赴后 继，就形成了液体的宏观流动现象。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,分子向空穴跃迁时要受到阻力，这种阻力称为流动阻 力，用黏度表示。温度升高，分子热运动能增加，液体中 的空穴增加并膨胀，流动的阻力，即黏度减小。与温度T 之间的关系可用式61表示： 式中，A为常数；R为气体常数；E为黏流活化能，是分 子向空穴跃迁时克服周围分子的作用所需要的能量。 以ln对

3、1/T作图，从所得直线的斜率可求出E。,61,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,小分子液体流动的空穴原理在解释聚合物熔体的流动性 时遇到了困难： 其一，聚合物熔体中不可能存在能容纳下整个大分子的 空穴； 其二，若是整个大分子的跃迁，则一个含有1000个CH2 链节的长链分子的黏流活化能为2.1MJ/mol，而C-C键的键 能只有3.4kJ/mol。也就等于说，高分子在流动发生之前就已 破坏了。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,大量的实验观察发现，不同分子量的聚合物在发生黏性 流动时，其黏流活化能与分子量并无关系。这一事实说明聚 合物熔体的流动并不是

4、简单的整个高分子的跃迁，而是其基 本运动单元链段沿流动方向协同相继跃迁（协同重排运动）， 从而实现整个高分子的相对位移的。这一过程类似于蚯蚓的 蠕动。 在高分子的流动中，链段是流动单元。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,（2）聚合物熔体的流动不符合牛顿流体的流动规律。 小分子液体的黏度，在一定温度下是一个常数，剪切应 力与剪切速率成正比： = 62 式62称为牛顿流体流动定律（牛顿流动定律）。黏度不随 和的大小而变。 服从牛顿流动定律的流体称为牛顿流体。不服从牛顿流 动定律的流体称为非牛顿流体。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,如果只考虑黏度与和

5、的关系，不考虑流变行为与时 间的关系，则非牛顿流体可分为三类：随着或的增大 减小的流体，称为假塑性流体；随着或增大增大 的流体，称为膨胀性流体（涨塑性流体）；还有一类存在屈 服应力的非牛顿流体称为宾汉流体。 绝大多数聚合物熔体在一般剪切流动条件下都属于假塑 性流体，也称为剪切稀化流体。聚合物悬浮液、胶乳和聚合 物填料体系等一般属于膨胀性流体。泥浆、牙膏、油脂及 涂料等多属于宾汉流体。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,图61 各种流体的流动曲线,宾汉流体,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,还有一些非牛顿流体的黏度与时间有关：在恒定下 随时间延长而降低

6、的流体，称为触变性流体；而随时间延 长而增加的流体称为流凝性流体（或称摇凝流体，馬鈴薯淀 粉浓度在1.54.0时，糊化后属于搖凝性流体） 。 许多聚合物熔体也可观察到不同程度的触变性，而且随 着分子量的增加，黏度下降到某一平衡值所需的时间延长。 （3）聚合物熔体的黏度比小分子物质熔体的黏度大得多。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,2.2 聚合物熔体的表观黏度 在一定温度下，聚合物熔体的剪切流动服从幂率公式： 式中，k称为稠度系数；n是表征偏离牛顿流动程度的指数， 称为非牛顿指数。 在一般剪切流动条件下，高分子熔体流动形变中伴随有 一定量的高弹形变，其黏度用表观黏度a表征

7、。其定义为：,63,64,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,对于假塑性流体，n1；牛顿流 体则可看成n=1的特殊情况。 聚合物熔体的n在一定剪切速率范围内并不保持常数， 而是随增大而减小，即假塑性随增大而增大。 在很低的剪切速率下流动时，聚合物熔体发生的高弹形 变很快消失，因此在流动形变中不再伴随有高弹形变，其流 变行为符合牛顿流动定律，其黏度称为零切黏度，定义为：,65,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,通常情况下，聚合物熔体的a0。 聚合物熔体a的大小可以表征其流动性的大小：a大 则流动性小，而a小则流动性大。 聚合物熔体的a受剪切速率的影响很大

8、，随着剪切速率 的增加，a可有13个数量级的下降。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,2.3 影响聚合物熔体表观黏度的因素 2.3.1 聚合物分子结构的影响 （1）分子量的影响 虽然聚合物熔体剪切流动的分子运动机理是链段协同重 排运动实现了高分子沿流动方向发生位移和链间相互滑移， 但分子量愈大，一个高分子包含的链段数就愈多，为实现整 个高分子重心的位移，需要完成的链段协同重排运动的次数 就越多，链段的无规热运动对重排运动的阻力也越大，表观 黏度也就越大。而且分子量的缓慢增加，将导致a的急剧 增加（见表61）。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,表61

9、 高压聚乙烯熔体表观黏度与分子量的关系,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,（2）分子量分布的影响 根据上面的讨论可知，分子量分布对聚合物流变特性的 影响有两方面的表现： 1、高分子量部分对表观黏度的贡献要比低分子量部分 大得多。 2、分子量越大，黏度对 的敏感性越大，剪切引起的 黏度降越大，从第一牛顿区进入假塑性区的剪切速率越低， 即在更低的 下便可发生 随 增加而下降的现象。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,因此，分子量分布对剪切黏度的影响有三个规律： 同一品种的聚合物，重均分子量相同，分子量分布较 宽的比分布窄的具有更高的0； 分子量分布宽的熔

10、体流动开始出现假塑性的剪切速率 值较低（见图62） ； 在高剪切速率区的a比分布窄的低（见图62）。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,图62 分子量分布对黏度剪切速率关系的影响（PS，190） 1. 宽分布试样 2. 窄分布试样,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,（3）链支化的影响 一般来讲，支链不太长时，链支化对熔体黏度影响不 大，0比分子量相同的线型聚合物的略低一些。如果均方旋 转半径相同时，则二者的0近似相等。如果支链长到足以相 互缠结，支化对熔体黏度的影响是显著的。 由图63可以看出0和重均分子量的关系，在分子量较 低时支化和线型聚合物服从

11、相同的规律。 但是，当支链的分子量大于Mc的2倍后，支化聚合物的黏 度开始极快地上升，很快增加到线型聚合物的100倍以上。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,图63 0对支化聚合物重均分子量的依赖关系,1. 线形分子 2. 三臂星形分子 3. 四臂星形分子,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,长臂星形聚合物的黏度对剪切速率更敏感。与相同分子 量的线型聚合物相比，星形聚合物的黏度偏离牛顿性发生在 更低的剪切速率区；在高剪切速率区，星形聚合物的黏度较 同分子量的线型聚合物的低，如图64所示。 （4）其他结构因素的影响 一般来讲，分子量相近的聚合物，分子链的

12、刚性愈大， 黏度愈高；高分子的极性愈大，高分子间的相互作用力愈 大，黏度愈高。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,图64 星形聚合物（B）与同种线形聚合物（L）黏度 对剪切速率的依赖关系,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,2.3.2 加工条件的影响 （1）温度的影响 在黏流温度以上，聚合物熔体的黏度与温度的关系和小 分子液体一样，符合式61的关系。即随温度升高，聚合物 熔体的自由体积增大，链段活动能力增加，分子间相互作用 减弱，熔体黏度随温度升高依指数形式下降，流动性上升。 不同聚合物对温度的敏感性并不一样，即黏流活化能 E有差别。分子链刚性越大，E

13、值越大，则这类聚合 物对温度的敏感性越大。（见表62）,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,表62 一些聚合物的E,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,当温度降低到黏流温度以下时，聚合物的黏度与温度间 不再符合式61，而是符合WLF方程： 式66可以估算聚合物在TgT Tg+100范围内的 黏度。对于多数非晶性聚合物，Tg时的黏度为11012Pas。,66,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,（2）剪切速率和剪切应力的影响 将式64写成对数形式， lga= lgK+（n1）lg 以lga对1g作图（见图65），可见在极低的和相 当高的

14、下，曲线为两段水平直线，表明a不随变化而变 化，聚合物熔体的剪切流动服从牛顿流动定律，称为第一牛 顿区和第二牛顿区；而在中间剪切速率区，a 随增大而 降低，是假塑性区。,67,.,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,图65 聚合物熔体黏度的剪切速率依赖性,通常，柔顺性好的聚合物， a对的敏感性较大。因此对柔性聚合物，提高剪切速率可增加熔体的流动性。 剪切应力对聚合物熔体黏度影响的规律与剪切速率的影响基本相同。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,（3）压力的影响 聚合物在挤出或注射成型加工过程中，常需承受相当高的 流体静压力，因此研究压力对聚合物熔体剪切

15、黏度的影响具有 实际意义。 图66是在210C时，4种压力条件下测定低密度聚乙烯剪 切黏度随剪切应力的变化，可以看到，4 条曲线的形状相似， 但随压力增大，曲线沿黏度坐标向上平移，压力从一个大气压 （101.325kPa）增加到300MPa，a上升近两个数量级。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,图66 低密度聚乙烯的a的压力依赖性,1. 大气压(101.325kPa) 2. 100MPa 3. 200MPa 4. 300MPa,按照自由体积的概念，聚合物熔体自由体积对其黏度决定性影响，压力增加，自由体积减小，分子间相互作用增强，流动阻力增大，导致黏度升高。,第六章高分合

16、金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,3. 高分子合金熔体的粘性流动 高分子合金熔体的流动特性与一般聚合物熔体的流动情 况相似，在通常的剪切流动条件下，也属于假塑性流体。但 是，由于高分子合金熔体一般为复相结构，相与相之间存在 相互作用，所以流变性能还有其自身的特点。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,3.1 高分子合金熔体的分散状态 组成高分子合金的高分子组分在熔体条件下仍不相容， 则形成非均相的高分子合金熔体。非均相的高分子合金熔体 有两种分散状态：单相分散的和两相互锁的。 对前一种情况，其中一种组分为分散相还是连续相，取 决于两种聚合物的体积比、黏度比、弹性比

17、、相间的界面张 力和共混条件等。 流动时，分散相可呈纤维状、带状或球状。 对后一种情况，则高分子组分均形成连续相。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,例如HDPE与PS组成的共混体系： 当HDPE/PS=25/75，温度为220以下时，HDPE为连续 相，PS是珠状分散相；温度达到240时，PS转为连续相。 当HDPE/PS=50/50时，在上述温度下，PS皆为分散相。 当HDPE/PS=75/25时，在上述温度下，皆呈交错的互锁 结构。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,3.2 高分子合金熔体的黏度 （1）黏度与共混物组成（共混比）的关系 相容的聚

18、合物共混体系，例如苯乙烯丙烯腈/聚己内 酯（SAN/PCL）共混体系，共混物的黏度与组成成线性关 系。随PCL含量增加，共混物的黏度下降；不同组成共混物 的黏度介于SAN和PCL之间（SAN黏度大，PCL黏度小）。 其他相容的共混体系也有相似的规律。 不相容的聚合物共混体系，其熔体属于非均相体系。共 混物的黏度与组成的关系可用混合法则作近似估算：,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,上限值： 下限值： 式中：为共混物的黏度，1、2、1和2分别为组分1 和2的体积分数和黏度，并且12。 其他还有许多改进的公式用以描述黏度与组分之间的关 系，但都为经验公式。,68,69,第六章

19、高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,实际的高分子合金熔体黏度与组分间有以下几种关系： 共混物的黏度介于两个纯组分黏度之间 属于这种情况的共混物比较多。如PA6/ABS共混体系， 在250下，PA6的黏度小，ABS的黏度大，随着共混物中 ABS含量增加，共混物的黏度迅速增大。而在PA6/PS共混 体系中，PA6的黏度大，PS的黏度小，随PS质量分数增 加，共混物的黏度下降。共聚PP与聚烯烃弹性体（POE） 共混体，所有组成的熔体黏度都介于组分聚合物黏度之间。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,一些有液晶聚合物参与的共混体系，也属于这种类型。 如聚醚醚酮/液晶聚

20、合物（PEEK/LCP）共混体系，PEEK的 黏度高，LCP的黏度低，随着共混物中LCP含量增大，共混 物的表观黏度明显下降。其原因有二：其一，熔融态LCP在 剪切作用下易取向，使链间滑移变得容易，从而降低了共混 物的黏度；其二，LCP的存在阻碍了链缠结，对流动的阻力 减小，从而使黏度下降。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为, 共混物的黏度小于纯组分的黏度 有不少不相容共混体系属于这种情况。如PS/PMMA共 混体系，在低剪切速率下共混物的黏度低于纯组分的黏度， 而在高剪切速率下接近于基体 PS 的黏度。其原因可能是分 散相在剪切应力作用下变形所致，也可能是形成相间滑移造

21、 成的。 聚酰胺/液晶聚合物（PA/LCP）共混体系流动时，所有 组成的共混物黏度均明显低于纯组分的黏度。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为, 小比例共混就产生较大黏度降 在研究PP与PDS（苯乙烯和甲基丙烯酸2,2,6,6四甲基 哌啶醇酯的共聚物）共混体系的黏度与组成的关系时发现， 在较小的PDS含量范围内（1），随PDS含量增加，共混 物熔体黏度很快下降；但当PDS含量在1以上时，随PDS含 量增加，共混物黏度下降趋缓，如图67所示。对于这种现 象的原因尚不清楚。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,图67 PP/PDS共混体系熔体黏度与PDS含量

22、的关系,T = 230 = 133 /s,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为, 共混物的黏度有极大值和极小值 PP/ABS共混体系属于这种类型：ABS质量含量为10时 黏度有极大值，含量为20时有极小值。随剪切应力增大， 极大值与极小值的差别减小，如图68所示。 聚砜和液晶共聚酯（PSPH/PES）共混体系熔体黏度与组 成的关系也属于这种类型：240下，PES含量为50的黏度 出现极大值，PES含量为30和70时，黏度分别出现极小 值。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,图68 PP/ABS共混体系熔体黏度与组成的关系,(N/m2)： 1 5.7710

23、4 2 7.21104 3 8.65104 4 1.01105 5 1.15105 6 1.29105,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,嵌段共聚物两相间有化学键连接，相间的结合力很大， 在一定组成比时其熔体黏度出现极大值。例如SBS，熔体的 黏度与组成关系见表63。可以看出，当组成为50/50左右 时，熔体的黏度最大。因为嵌段共聚物熔体流动时，必须破 坏两相的区域结构，当嵌段的长度相近时，破坏区域结构所 消耗的能量最大，所以表观黏度最大。 表63 SBS熔体黏度与组成的关系,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,（2）黏度与和的关系 和对高分子合金熔体

24、黏度的影响表现在3个方面： 对于一定组成的高分子合金，在一般剪切流动条件 下，其熔体属于假塑性流体，剪切黏度随和的增加逐渐 减小； 高分子合金熔体的黏度与组成的关系受和的影 响。例如，POM（甲醛和2的1,3二氧戊环的共聚物）和 CPA（44的己内酰胺、37的己二酸己二醇酯和19%癸 二酸乙二醇酯的共聚物）的共混物熔体黏度与组成的关系对 剪切应力十分敏感。（见图69）,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,图69 CPA/POM共混物熔体 黏度与组成及剪切应力的关系,(Pa)： 1 1.27104 2 3.93104 3 5.44104 4 6.30104 5 12.5910

25、4 6 19.25104 7 31.62104,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为, 不同的聚合物表观黏度对和的敏感性不同。再 者，共混物熔体在毛细管（或一般管道中）剪切流动时，剪 切应力在径向方向是线性变化的，在管壁处剪切应力最大， 在管中心剪切应力为零。因此，剪切应力的径向变化势必使 两种聚合物熔体的黏度比受到影响，进而影响共混物熔体的 分散状态，导致对共混物熔体的表观黏度产生明显的影响， 也会使共混物熔体的黏度与组分聚合物熔体黏度的关系复杂 化了。图610给出组分聚合物、共混物熔体黏度之间的关 系受影响的各种情况。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行

26、为,图610 剪切速率对共混物熔体黏度的影响,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,（3）黏度与温度的关系 熔体黏度与温度的关系较复杂，大体有如下几种类型。 在比较宽的温度范围内，高分子合金熔体的黏度与温 度的关系符合阿累尼乌斯型方程： 如HDPE/PS共混体系即为此例。 阿累尼乌斯方程所描述的黏度与温度关系是建立在小分 子液体剪切流动基础上的，流动活化能E的定义很明确：分子 向空穴跃迁时克服周围分子的作用所需要的能量。,610,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,在研究聚合物熔体剪切流动时，认为流动是通过链段的 相继跃迁实现的，流动单元不是一个个分子，而

27、是大分子中 的链段。链段的大小是不均一的；另外，聚合物熔体在剪切 流动时，既有真正的黏性流动，又有高弹形变。在这种情况 下，将指数E定义为流动活化能是不太合理的。不过，尽管链 段的大小、形状不均一，但还算是一类流动单元，其物理意 义还算是明确的。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,但高分子合金熔体是结构复杂的多组分复相体系。影响 流动性的因素有组成、相界面作用力性质和大小、分散相尺 寸大小和分散性、分散相的形态与聚集作用、分散相变形的 难易程度等；流动单元也不止一类，不仅有各组分的链段， 还有尺寸比链段大很多倍、且大小差别很大、形态各异的分 散相颗粒，还可能存在其他类型的

28、高分子微小聚集体。因此 将E称为流动活化能，其定义和物理意义必定是不明确的。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,例如在研究PP/HDPE/EPDM共混体系时发现，尽管组成 是有规律变化的，但测得的E却无规律可循。 因此，对高分子共混体系而言，实验测得的E不能称为 流动活化能，而只是描述熔体黏度对温度敏感性大小的一个 参数。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为, 温度影响聚合物共混物黏度与组成关系的趋势 聚多芳基化合物/液晶聚合物（PAR/LCP）共混物在 280时，LCP含量增加，共混物的黏度增大；而在300， 随LCP含量的增加，共混物的黏度下降。原

29、因是在280 时，LCP还未完全熔融成各向异性的液晶态，这些固体充当 了刚性填充剂。而在300，LCP已完全熔融，呈现液晶 态，在低切变速率下即可取向的LCP使共混物的黏度下降。 其他液晶聚合物的共混物也有类似现象。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为, 温度影响聚合物共混物黏度组成关系曲线类型 PS/PES（聚醚砜）共混物在240、260、280下黏 度与组成的关系如图611所示。 240下，PES含量为50时，黏度出现极大值；PES含 量为30和70时，黏度分别出现了极小值； 260下，PES含量为50时，黏度出现极小值； 而在280下，黏度与组成的关系曲线无极大值和极

30、小 值，而是表现出加和性。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,图611 PSPH/PES共混物熔体 在不同温度下黏度与组成的关系,1 240; 2 260 ; 3 280 ,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,不同温度下共混物的流变行为出现极大差别的原因在于 不同温度下共混物熔体的形态不同：240 、260C下共 混物熔体为非均相体系，黏度组成关系曲线出现极小值是 由于分散相在聚合物基体中形成很小的片状结构所致。280 下共混物混合良好，因此黏度随组成的变化具有加和性。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,当共混物处于黏流温度以下，

31、玻璃化转变温度以上时， 黏度与温度的关系既不符合阿累尼乌斯型方程，也不遵从 WLF方程。不符合阿累尼乌斯型方程的主要原因是共混物 中链段等流动单元沿外力方向相继跃迁的空穴条件不能满 足，其流动不再是一般的活化过程。而不遵从WLF方程的 主要原因是共混物中不同组分聚合物的位移因子T一般不 相同。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,3.3 熔体流动中的弹性效应 高分子合金熔体在一般流动条件下和单一聚合物熔体一 样，流动时都伴随有弹性形变。由于高分子合金是多组分多 相体系，流动时的弹性行为有其特殊性，并对成型加工出的 制品的质量有重要影响。 表征聚合物以及高分子合金熔体弹性的参

32、数有：离模胀 大比B（D/D）0，第一法向应力差N1（1122）、可恢复 剪切形变SR、表观剪切模量G、出口压力降P出等。这些参数 之间有如下的关系：,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,式中：W为管壁处剪切应力。,611,612,613,614,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,（1）不相容共混物熔体的弹性 不相容共混体系熔体的弹性行为十分复杂，大致有以下 几种情况。 共混体系熔体的弹性随组成而变 共混物熔体流动时的弹性效应随组成的不同而改变，在 某些组成时会出现弹性效应的极大值或极小值。如用熔体流 动速率高、中、低的3种PP和3种HDPE搭配成不同

33、类型的 PP/HDPE共混体系，在恒定和恒定条件下共混物熔体离模 胀大比与组成的关系如图612、613所示。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,图612 PP/HDPE共混体系熔 体的D/D0与HDPE含量的关系 （=100s-1) 1 PPH/PEM；2 PPM/PEM 3 PPM/PEH；4 PPM/PEL 5 PPL/PEM,图613 PP/HDPE共混体系熔 体的D/D0与HDPE含量的关系 （=3104Pa） 1 PPH/PEM；2 PPM/PEM 3 PPM/PEH；4 PPM/PEL 5 PPL/PEM,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为

34、,可以看出，当两组分的黏度很高时，如PPM/PEL和 PPL/PEM体系，共混物的离模胀大比与纯组分的相近；而 当组分的黏度不高时，共混物的离模胀大比在PE含量为30 和70（质量）时出现1个或2个最大值。实际上，弹性效 应的极大值对应黏度的极小值；而弹性效应的极小值对应黏 度的极大值。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为, 弹性体增韧塑料熔体的弹性 常见的弹性体增韧塑料，如HIPS、ABS等，出口膨胀大 比B都比相应均聚物的小，且B值随橡胶含量的增加而减小。 其原因可能有两个方面：其一，HIPS、ABS中弹性体分散相 是适度交联的，呈包容了相当数量基体树脂的香肠状结构；

35、其二，弹性体与基体树脂间有化学键连接，有较强的相互作 用和较大的接触面积。这些因素就使得弹性体分散相弹性变 形能力较小，同时有相当多的能量要消耗于界面能，表现出 较高的黏度和较小的弹性。相间存在化学键连接的嵌段共聚 物，如SBS，其熔体的弹性效应一般也比相应的均聚物小。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,由含有弹性体的ABS构成的共混改性塑料，如PP/ABS 共混体系，熔体的弹性行为如图6-14所示。可以看到，随剪 切应力W增大，可恢复弹性形变增大；随ABS含量增加， 共混物的可恢复弹性变形减小；纯PP的可复弹性变形最大。 表明分散在PP基体中的ABS小液滴弹性变形很小。

36、而且，这 些小液滴还可能吸收周围基体的一部分形变能，使共混物的 弹性降低，所以ABS的加入使共混物在高剪切速率下也能制 得表面光滑的产品。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,图614 PP/ABS共混体系熔体的可恢复 剪切形变与剪切应力的关系（200） ABS的质量分数%： 1 0；2 5； 3 10； 4 20； 5 30,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为, 熔体的弹性与剪切应力、剪切速率的关系 图615是PP/ABS共混物熔体的可复剪切形变SR与组成 及剪切应力的关系。对同一组成的共混物，熔体的可复剪 切形变随剪切应力增加而增大。当ABS含量为2

37、0时，可复 剪切形变出现极大值；ABS含量为10处出现极小值，分别 是与黏度的极小值和极大值相对应。其原因可能是，当ABS 含量为10时，分散相相畴小，不易变形，表现出黏度高， 弹性回复能力小；当ARS含量为20时，分散相相畴大，易 于变形，黏度小，弹性回复能力大。,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,图615 PP/ABS共混体系熔体的可恢复剪切 形变SR与组成及剪切应力的关系（200）,剪切应力（N/m2）： 1 5.77104 2 7.21104 3 8.65104 4 1.01105 5 1.15105,第六章高分合金的其他性能,第六章 高分子合金的熔体行为,（2）熔体的弹性效应对成型加工的影响 分散相颗粒的变形、旋转和取向 如果共混物熔体为含有可变形分散相颗粒的单相连续状 态，如弹性体增韧塑料，在剪切流动时，分