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1、现代塑料加工应用2010年第22卷第2期MODERNPLASTICSPROCESSINGANDAPPLICATIONS53分析测试聚丙烯剪切流变测试与分析11,211,2王松杰张晓黎申长雨郑国强(1.郑州大学橡塑模具国家工程研究中心,河南郑州,450002;2.郑州大学材料科学与工程学院,河南郑州,450001)摘要:在不同温度和剪切速率下,利用高压毛细管流变仪测试聚丙烯流变性能。结果表明,聚丙烯属于典型的剪切变稀型非牛顿流体,其粘流活化能较低,熔体粘度对温度敏感度低。关键词:聚丙烯流变性能粘流活化能Testinga
2、ndAnalyseofShearRheologicalBehaviorforPolypropylene11,211,2WangSongjieZhangXiaoliShenChangyuZhengGuoqiang(1.NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedPolymerProcessingTechnology,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou,Henan,450002;2.SchoolofMaterialScienceandEngineering,ZhengzhouUniversity,
3、Zhengzhou,Henan,450001)Abstract:Therheologicalbehaviorofpolypropylenewastestedbyhighpressurecapi-llaryrheometeratdifferenttemperaturesandshearrates.Theresultsshowthatthepolypro-pylenemeltistypicalshear-thinningandnon-Newtonianfluid,Theviscousactivationenergyisafewlowerinthetemperaturer
4、ange,Thesensitivityofmeltviscosityislowtotempera-ture.Keywords:polypropylene;rheologicalproperties;viscousactivationenergy聚合物的加工过程一般都是在粘流态进计、旋转流变仪等)相比,是目前流变测量发展得行的,当温度超过聚合物粘流温度(Tf)时,线最成熟、应用最广的仪器。型聚合物就可在外力作用下发生流动,这种流动不仅表现为粘性流动(不可逆形变),而且表1试验部分[1]现为弹性形变(可逆形变)。聚合物由高弹态转变为粘流态,其流动行为是聚合物分子运
5、1.1主要原料动的表现,反映了聚合物组成、结构、相对分子聚丙烯,牌号F401,中国石化扬子石油化工质量及其分布等结构特点,线性聚合物在一定有限公司。温度下具有流动性,正是聚合物成型加工的依1.2主要仪器据。所以,了解聚合物熔体的流变参数,对确高压毛细管流变仪,RHEOGRAPH6000定加工工艺条件,改善产品的质量非常型,口模直径1mm,长径比为30/1,德国Gott-[2]重要。fert公司。本研究采用毛细管流变仪测量聚合物流变收稿日期:2009-11-18;修改稿收到日期:2009-12-16。行为,优点在于:结构简单、用料少、测量准确、测作者简介:
6、王松杰,实验师,从事材料加工工程进口精密量范围宽、熔体在毛细管中的流动接近注射和挤仪器的应用与维护工作。E-mail:wangsongjie@zzu.出加工过程中物料的流动形式。与测定聚合物edu.cn。流变行为的其他仪器(如转矩流变仪、落球粘度基金项目:国家自然科学基金(10590352,50803060)。54现代塑料加工应用2010年4月2结果与讨论以lna对1/T作图,即可得到E,熔体lna与1/T线性关系良好,根据直线的斜率可2.1熔体表观粘度与剪切速率的关系以求出E,如表2所
7、示。聚丙烯熔体具有较低分别在190,210,230,2504种温度下测的E,试验范围内聚丙烯熔体的E仅为定聚丙烯熔体,发现在不同温度下熔体的表观粘12.86~22.04kJ/mol,表明聚丙烯熔体对温度[3]度随剪切速率的增大而降低,表明聚丙烯熔体敏感度低。在较宽剪切速率范围内熔体的E属于假塑性流体。随着剪切速率的提高而减小,表明剪切速率大小2.2熔体的非牛顿指数(n)对熔体粘度的温度敏感性有一定的影响。在剪n可以用来表示熔体偏离牛顿流体的程度,切速率高的条件下,聚丙烯熔体粘度的温度敏感n值越小则随着剪切速率的增加,表观粘度下降性明显下降,因此,
