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  • 發布時間:2020-01-18 16:26 原文鏈接: 毛細管流變儀的應用分析

    1.工作曲線

    毛細管流變儀的工作原理是物料在溫度、壓力等因素的作用下,由粒狀(或粉狀)變成熔體的塑化過程,測試物料由玻璃態向粘流態轉變的動態流變現象。

    在實驗過程中,先設定好毛細管流變儀的操作參數,按照測試條件稱取適量物料,待溫度達到設定條件后,安裝合適的口模、壓力傳感器,待溫度穩定之后,加入物料開始測試,通過實驗可獲得物料在某一溫度下,粘度和表觀切應力隨剪切速率的變化曲線。同時,計算機屏幕上會動態顯示物料的溫度、表觀剪切速率、表觀切應力和表觀粘度動態流變曲線。

    2.表觀粘度與剪切速率的關系

    毛細管流變儀測定在某一特定溫度下的粘度值,若表觀粘度隨剪切速率的變化不變,則被測定為牛頓流體;若粘度隨剪切速率的變化而變化,說明這種流體是一種典型的非牛頓流體。一般情況下,在溫度和壓力一定的前提下,大多數材料熔體的粘度是隨著剪切速率的增加而下降的,但是不同的材料對剪切速率(切應力)的敏感程度是不一樣,但在剪切速率很低和很高的情況下,表觀粘度幾乎不隨剪切速率變化而變化。

    3.表觀粘度與溫度之間的關系

    表觀粘度是剪切速率或溫度的函數。所以,只有剪切速率恒定時,研究溫度對粘度的影響才有實際意義。一般來說,溫度升高,必然使得分子間的運動加快,從而使得分子鏈之間的纏繞降低,分子之間的距離增大,從而導致粘度降低,而溫度太低,熔體粘度大,流動困難,成型性差,并且彈性大,也會影響制品的穩定性。

    4.表觀粘度與粘流活化能

    在實驗溫度范圍內,粘流活化能隨著剪切速率的增加而下降。這是因為外部剪切應力破壞了大分子之間纏結作用,使得鏈段活動范圍變大,分子間距離增大,分子間的作用力削弱,致使分子鏈內旋轉位壘較低,分子克服周圍分子的作用發生遷移所需的能量較少,表現為粘流活化能小。

    結合溫度對于粘度的影響可以發現,在材料的正常加工范圍內,提高剪切速率對粘度的影響和提高溫度對于粘度的影響效果相似,但是從工藝的角度出發,單純通過增加溫度或提高剪切速率來提高材料的流動性能是不恰當的。因為過高的剪切速率不僅不能明顯地改善流體的流動性,還可能會造成過多的功率損耗和過大的設備磨損,還會引起溢料和增加制品內應力等弊病,而溫度過高,卻會出現制品變形等缺陷,導致制品性能下降,影響使用。


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