聚乙烯熔体流动速率与温度和负荷的关系.pdf

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1、第18卷第4期高分子材料科学与工程VOl.18NO.42002年7月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGJul.2002=============================================================聚乙烯熔体流动速率与温度和负荷的关系戴文利刘朋生艾娇艳谭红艳曹琪(湘潭大学化学化工学院湖南湘潭411105D摘要:通过建立熔体流动速率(MFRD与负荷(WD熔体流动速率与温度(TD的数学关系得到了在一定温度和负荷范围内MFR与T和W的数学模型:ln(MFRDWT=Alnz+BlnW/T+/T+D并以

2、LDPE为原料进行了验证O通过对实验数据的拟合求得A~B~~D的值分别为0.37~560.45~-8832.65~7.63OMFR的计算值与实验结果基本相符O同时也验证了非牛顿指数(nD和粘流活化能(AE7D的理论值与计算值二者吻合较好O关键词:熔体流动速率;拟合;聚乙烯中图分类号:TO325.1+2文献标识码:A文章编号:1000-7555(2002D04-0201-03热塑性聚合物熔体的流动行为在其成型加2数学模型的建立工过程中具有重要的意义而倍受关注[1]O熔体2.1熔体流动速率与负荷的关系流动速率是在较低剪切速率下度量聚合物熔体[4]提出聚乙烯熔体流Renfrew和

3、MOrgan流变性质的一种重要手段现已被广泛地应用动速率(MFRD与其表观粘度(7aD成反比:于工业上衡量同一类型聚合物的分子量及其分7=K(MFRD-1(1Da布并可作为考虑对该聚合物所应采用的加工式中:K常数与聚乙烯的分子量及分子量方法及工艺条件等问题的一个重要参数[2]O一分布等有关O对于非牛顿流体表观粘度与剪切般从手册中能查到一定温度一定负荷条件下的速率有如下关系:熔体流动速率但要得到任一温度与负荷条件-n-17a=k7(2D下的熔体流动速率就很难因此有必要建立一式中:7-剪切速率;n非牛顿指数;k个数学模型来阐述三者之间的关系;对此文献流体稠度的一种量度O[3]作

4、了有益的尝试O本文受该文献的启发从由式(1D和(2D可知:数学的角度推导出熔体流动速率与温度和熔体-1-n-1K(MFRD=k7(3D流动速率与负荷的关系从而得到了熔体流动则ln(MFRD=(1-nDln7-+ln(K/kD(4D速率与温度和负荷相互关系的模型O并以n又z=k7-(5DLDPE为原料对该模型进行了验证O在毛细管壁处有:z=R-ap/2L(6D1实验部分于是可得:原料为燕山石化生产的LDPE(1F7BDO熔-nln7=lnAp+ln(R/2L-kD(7D体指数测定仪型号为XRE-400-1吉林大学生式(5D至式(7D中:z剪切应力;R毛细产除该仪器原配砝码外还

5、自制一些砝码精管半径;Ap毛细管两端压力降;L毛细确度为3g测试方法参照GB3682-83进管长度O行O由式(4D和式(7D得:收稿日期:2000-09-12作者简介:戴文利男36岁博士生.202高分子材料科学与工程2002年ln(MFR)=[(1-n)/n][lnAp+W作图于Fig.1由Fig.1可知二者呈线性关ln(R/2lk)]+ln(K/k)(8)系Ap与负荷(W)应满足:2Ap=W/TR(9)将式(9)代入式(8)中得:ln(MFR)=[(1-n)/n][lnW+ln(1/2TlkR)]+ln(K/k)(10)略去ln(1/2TlkR)~且令C则:1=ln(K/

6、k)~ln(MFR)=[(1-n)/n]lnW+C1(11)式(11)表示了在一定温度时~熔体流动速率与负荷的关系Tab.1列出了温度为190C时不同负荷(W)的MFR值~将ln(MFR)与lnfig.1ln(MFR)VslnWTab.1ValuesofMFRunderdifferentloadandtemperatureat190CW(g)21422342254228913142334235423891409142914511MFR(g/10min)1.58411.83092.12472.39612.62093.15903.54173.68914.23694.71215.

7、0046Tab.2ExperimentaldataofMFRW(g)190C200C210C220C230C240C21421.58411.92732.56802.94123.54764.247923421.83092.08663.18783.35114.03414.821225422.12472.45584.79583.77764.53925.415428912.39613.15124.55925.00585.46276.499431422.62093.47315.13715.14926.15847.314133