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高分子熔体黏度的影响因素添加时间:2019-12-03 | 阅读次数:

高分了培体的姑mgm集团-美高梅mgm平台度是影响高分子材料加工性的重要因素之.不同的加工方式,对商分子熔体的黏度要求有所不同。下面主要讨论的是影响高分子熔体黏度的主要因素。影响高分子熔体黏度的主要因素有相对分子质量、温度、压力、剪切速率、分子结构等。 

高分子材料

1.相对分子质量的影响

一般来讲,高分子材料的相对分子质量越大,黏度越高。曲线ABC在B 点发生转折,BC 段的斜率高于AB段的斜率,说明当相对分子质量超过B点所对应的临界相对分子质量M(即大分子开始组结的相对分子质量)之后,相对分子质量稍有增加,黏度便迅速提高。

不同结构的高分子材料临界分子量不同,一般情况下,大分子上取代基数目越少,大分子主链就越易靠近,易相互缠结。当取代基数目多,但体积较小时,也具有较低的临界相对分子质量。为了使加工易于进行,在保证产品性能的基础之上,相对分子质量应尽量的低些。

相对分子质量宽分布,有利于黏度降低,可使橡胶易加工?mgm集团-美高梅mgm平台??但对塑料不适宜,易造成产品强度低、应力开裂严重、塑化时漏料。

2.温度

温度对黏度有重要的影响。温度升高,分子闻空院变大,分子间相互作用力减小,黏度降低。黏度取决于sE,与RT (每摩尔分子热运动能量)的比值。若AE,一定,提高温度可以使黏度降低。若活化能不同,温度变化幅度相同,则黏度改变幅度不同。由此可见,黏流活化能在温度对黏度的影响中有重要的作用。大分子柔顺性是影响黏流活化能的主要因素。

  分子链刚性高或极性大,取代基体积大,黏流活化能高:分子链柔顺,黏流活化能低。除此之外黏流活化能还与想对分子质量分布、剪切速率、切应力、温度、补强剂等有关,如相对分子质量分布宽,黏流活化能低;温度升高黏流活化能降低,但温度变化不大时,黏流活化能基本为:一常数:补强剂用量增加,黏流活化能增加,但在低剪切速率下与补强剂无关。

  具有较低活化能的高分子化合物,如天然橡胶、PE等直线斜率小,温度大幅度提高,黏度降低较小,说明黏度对温度的敏感性低。具有较高活化能的高分子化合物,如PC、醋酸纤维等直线斜率很大,温度稍微增加,黏度便明显降低,说明黏度对温度敏感性很强。例如,PC和PMMA的熔体,温度每升高50°C左右,表观黏度可以降低一个数量级。因此加工此类高分子化合物时,可通过调节温?mgm集团-美高梅mgm平台??来大幅度地控制黏度;而分子链柔性的天然橡胶、P陀等,它们的流动活化能变化较小,表观黏度随温度变化不大,故在加工中调节其流动性,单靠改变温度是不行的,需要改变明切速率等因素来有效地调节名度。

压力在注射、挤出等加工中,高分子熔体还受到静压力的作用。所以对高分子海体来说,静压力增加相当于温度的降低。

不同的高分子化合物,其黏度对压力的敏感性不同,压力的影响程度与分子结构、密度、相对分子质量等因素有关。例如,HDPE比LDPE受压力影响小;高相对分子质量的PE比低相对分子质量的PE受力影响大: Ps因为有很大的苯环侧基,且分子链为无规立构,分子间隙较大,所以,PS的熔体黏度对压力非常敏感。

4.分子链的支化

支链的长度与数量对黏度有一定的影响。短支链(低于?mgm集团-美高梅mgm平台?产生缠结的长度)可使分子间距离加大,分子间力降低,有利于链段跃迁和大分子链移动,黏度低于直链分子。这说明:随着相对分子质量的增加,支链变长,大分予运动阻力加大。当支链长至支链间产生缠结时,黏度急剧增加,以至高出直链的10- 100倍。由此时见,通过改变支链的长度、数目可调节橡胶的黏度。

5.剪切速率

多数高分子化合物熔体属于非牛顿流体,其黏度随剪切速率的增加而降低。但各种高分子化合物熔体黏度降低的程度不同。柔性链高分子如氯化聚醚和PE的表观黏度随剪切速率的增加而明显下降,表观黏度的影响增加而下降,但下降幅度较小。这是因为剪切速率增加,柔性高分子链容易改变构象,即通过链段运动破坏了原有的缠结,降低了流动阻力。而刚性高分子链的链段较长,构象改变比较困难,随着剪切速率的增加,流动阻力变化不大。

 

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