塑料加工流变性能.ppt

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1、塑料加工流变性能主讲内容1、基本概念2、常用流变仪的分类3、转矩流变仪的基本结构、测试原理及操作4、分析PVC塑料加工流变曲线5、影响流变性能测试结果的因素1、基本概念流变性当高聚物熔体和溶液（简称流体）在受外力作用时，既表现粘性流动，又表现出弹性形变，因此称为高聚物流体的流变性或流变行为。高分子的流动不是简单的整个分子的迁移,而是各个链段分段运动的总结果,在外力作用下,高分子链不可避免的要顺外力的方向有所伸展,即高聚物进行粘性流动的同时伴随着一定量的高弹形变,外力消失后高分子链又要蜷曲,形变要恢

2、复一部分.流体的类型（1）牛顿流体:低分子流体在流动时流速越大,流动阻力越大,切应力与切变速率成正比.dyxydx+dFF粘度是流体内部反抗这种流动的内摩擦阻力,与分子间的缠绕程度和分子间的相互作用有关.单位:N·m/S2,Pa·s（2）非牛顿流体:不符合牛顿流动定律,称为非牛顿流体.通常可以用流动曲线来作判定.DNSiBPB切变速率各类流体的流动曲线y图2切变速率各类流体的粘度与切变速率的关系图3N-牛顿流体;D-切力增稠流体（胀流体）S-切力变稀流体（假塑性流体）iB-理想的宾汉

3、流体;PB-假塑性宾汉体1）宾汉流体(塑性体):剪切应力小于一定值y,流体不动,当y时,才产生牛顿流动.如牙膏,涂料和泥浆.2）假塑性流体:粘度随着剪切速率的增加而变小,切力变稀(流动性变好)。如大多数的聚合物熔体.3）膨胀性流体:随着剪切速率的增加,粘度变大,切力变稠.如分散体系,聚合物悬浮体系,胶乳等.流凝体:维持恒定的切变速率,粘度随着时间的增加而增大的流体。如饱和聚酯等触变体:维持恒定的切变速率,粘度随着时间的增加而减小的流体.如油漆等绝大多数实际的聚合物的流动行为遵从普适流动曲线

4、.斜率=1第一牛顿区第二牛顿区斜率=1假塑区㏒㏒∞02、常用的流变测量仪器（1）毛细管型流变仪根据测量原理不同又可分为恒速型（测压力）和恒压力型（测流速）两种。（2）转子型流变仪根据转子几何构造的不同又分为锥一板型、平行板型（板—板型）、同轴圆筒型等。（3）混炼机型转矩流变仪（4）振荡型流变仪用于测量小振幅下的动态力学性能，其结构同转子型流变仪。3、混炼机型转矩流变仪实际上是一种组合式转矩测量仪。除主机外，带有一种小型密炼器和小型螺杆挤出机及各种口模。转矩流变仪可以用来研究热塑

5、性材料的热稳定性、剪切稳定性、流动和固化行为。转矩流变仪的基本结构图1-2转矩流变仪示意图1－压杆；2－加料口；3－密炼室；4－漏斗；5－密炼机；6－紧急制动开关；7－手动面板；8－驱动及扭矩传感器；9－开关；10－计算机测试原理物料被加到混炼室中，受到两个转子所施加的作用力，使物料在转子与室壁间进行混炼剪切，物料对转子凸棱施加反作用力，这个力由测力传感器测量，在经过机械分级的杠杆力臂转换成转矩值的单位牛顿.米（N.m）读数。其转矩值的大小反应了物料黏度的大小。通过热电偶对转子温度的控制，可以得到

6、不同温度下物料的黏度。操作步骤与注意事项（1）了解转矩流变仪的工作原理、技术规格和安装、使用、清理的有关规定。（2）称量按照上面所列配方准确称量，加入试样的质量（M）应按照下式计算:W1=(V1-V0)×ρ×α0(6-1)式中W1-加料量（g）V1-混合器容量（cm3）V0-转子体积（cm3）ρ-原材料的固体体积或熔体密度（g/cm3）α-加工系数，按固体或熔体密度计算为0.655、0.80。为便于对试样的测试结果进行比较，每次应称取相同质量的试样。（3）合上总电源开关，打开扭矩流变仪上的开关，开

7、启计算机；（4）根据实验要求设定温度，当达到实验所设定的温度并稳定10min后，开始进行实验。先对转矩进行校正，并观察转子是否旋转，转子不旋转不能进行下面的实验，当转子旋转正常时，才可进行下一步实验；（5）物料由加料器投入混合室，放下压料杆压实物料，开始记录，到预定实验时间停止记录。实验时注意仔细观察转矩和熔体温度随时间的变化；（6）当实验结束后，加入少量润滑剂，然后拆卸清理混合器。4、PVC塑料加工流变曲线分析图为PVC的典型转矩－时间流变曲线曲线上有三个峰，第一个峰为加料峰，第二个峰为塑化峰，

8、第三个峰为分解峰，分别表示物料的加入、塑化和分解。A点的高低与转速大小和干混料的表观密度有关，随料温升高逐渐接近混炼预设温度，树脂软化，空气被排除转矩减小到B点，由于热和剪切作用，树脂颗粒破碎，颗粒内的物料从表面开始塑化，物料粘度逐渐增加，转矩迅速升高到C点，C点对应的峰为塑化峰，随着塑化后物料内部残留空气排除，物料中各处温度趋于一体，熔体结构逐渐均匀，转矩逐渐降低达到相对稳定值的平衡转矩D点，经过长时间混炼，pvc熔体中稳定剂逐渐丧失作用时，物料开始分解并交联，颜色由黄变褐，转矩