聚丙烯剪切流变测试与分析.pdf

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1、现代塑料加工应用2010年第22卷第2期M()DERNPLAsrI、ICSPROCESS1NGANDAPPLICATIONS·53·聚丙烯剪切流变测试与分析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Testing

2、andAnalyseofShearRheologicalBehaviorforP0lypr0pyleneWangSongjieZhangXiaoli’。ShenChangyuZhengGuoqiang’(1．NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedPolymerProcessingTechnology，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou，Henan，450002；2．SchoolofMaterialScienceandEngine

3、ering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou，Henan，450001)Abstract：Therheologicalbehaviorofpolypropylenewastestedbyhighpressurecapil—laryrheometeratdifferenttemperaturesandshearrates．Theresultsshowthatthepolypro—pylenemeltistypicalshear—thinningandnon—Newtonianf

4、luid。Theviscousactivationenergyisafewlowerinthetemperaturerange，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(Tr)时，线最成熟、应用最广的仪器

5、。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，RHE()GRAPH60O0定加工工艺条件，改善产品的质量非常型，口模直

6、径1mm，长径比为30／1，德国Gott-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-l6。行为，优点在于：结构简单、用料少、测量准确、测作者简介：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(1059

7、0352，50803060)。·54·现代塑料加工应用2010年4月2结果与讨论以lnr／~对1／T作图，即可得到△E，熔体lnr?~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AE，如表2所示。聚丙烯熔体具有较低分别在190，210，230，250℃4种温度下测的AE，试验范围内聚丙烯熔体的AE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／tool，表明聚丙烯熔体对温度度随剪切速率的增大而降低l，表明聚丙烯熔体敏感度低。在较宽剪切速率范围

8、内熔体的AE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()对熔体粘度的温度敏感性有一定的影响。在剪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，在高剪切速率下，通过升高温越剧烈。表观粘度的计算见公式(1)。度并不能明显减小熔体的粘度，而在低剪切速率r／一K(1)下，通过升高温度可有效减小熔体的粘度。其中，rb为熔体表观粘度；K为