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1、第19卷第5期高分子材料科学与工程VO1.19NO.52003年9月P0LYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGSepr.2003=============================================================熔体流动速率与温度关系的初步探讨丁雪佳1余鼎声1张琦1陈静波2张世勋2徐日炜1(1.北京化工大学材料科学与工程学院北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室北京100029;2.郑州大学橡塑模具国家工程研究中心河南郑州45000
2、3)摘要:利用熔体流动速率仪研究了PP~LDPE~PS~ABS的流变性能讨论了温度(T)对熔体流动速率(MFR)的影响O结果发现温度升高MFR随之增大且MFR与1/T成指数关系O关键词:流变性能;熔体流动速率;PP;LDPE;PS;ABS中图分类号:0631.2+1文献标识码:A文章编号:1000-7555(2003)05-0157-04在高分子材料的成型过程中如塑料的压的粘度与某一温度T的粘度之比:0制~压延~挤出~注射化纤的抽丝橡胶的加工aT=7(T)/7(T0)=MFR(T0)/MFR(T)等过程
3、中高分子材料均处于熔体状态O工业生=exp[AE7/R(1/T-1/T0)](2)产中除极少数几种成型方法外塑料在成形时令a=AE则(2)式可转化为:7/R均处于粘流态O其流变性能决定了成型加工工aT=exp[a(1/T-1/T0)](3)艺~设备结构形式和所得制品的性能因此研究按照一元非线性回归的方法对式(3)的两边分塑料熔体的流变行为无论是对于塑料本身特性别求对数得:的研究还是对于塑料成型加工都显得非常重1naT=a(1/T-1/T0)(4)要尤其定量分析聚合物熔体流变性能与加工令y=1naTI=1
4、/Ta=-a/T0Z=a则(4)式条件间的关系更为重要O一般情况下熔体流动可转化为:速率(MFR)值越大表明熔体的流动性和加工y=a+ZI(5)性越好[1]O利用极值原理采用最小二乘法可求解aZO本文通过对几种常见塑料的熔体流动速率的测量根据高分子物理的基本理论运用最小2实验部分二乘法建立了温度与MFR之间的关系O2.1实验仪器pPXRZ-400C熔体流动速率仪:吉林大学1MFR与温度之间的关系科教仪器厂产品标准口模长度(8.00聚合物熔体在通过毛细管过程中的流动属0.025)mm标准口模内径(2.09
5、50.005)于稳态流动遵循Hagen-POiseui11e[2]规则聚mm活塞杆长度(2550.10)mm活塞杆直合物熔体的粘度与温度之间的关系符合Ar-径9mm活塞杆头长度(6.350.10)mm活[3]rhenius定律:塞杆头直径(9.550.06)mmO7=Aexp(AE1/RT)(1)[4~6]2.2实验条件式中:A与材料结构有关~与温度无关的常实验条件见Tab.1O数;E流动活化能O7移动因子a为聚合物熔体在任意温度TT收稿日期:2001-10-24;修订日期:2002-01-21作者简介
6、:丁雪佳(1968-)男博士生.l58高分子材料科学与工程Z003年Tab.1MFR,addedsampleamountandsam-应的MFR作为MFR(T0);(Z)改变测试温度plingtimeT,分别测定出PP~LDPE~PS~ABS的MFRMFRAddedsampleamountSamplingtime值O(g/l0min)(g)(s)0.l~0.53~4lZ0~Z40>0.5~l.03~460~lZ03结果与讨论>l.0~3.54~530~603.1拟合的aT~1/T曲线方程>3.5~l06
7、~8l0~30拟合的aT~l/T曲线方程见Tab.ZO依据>l0~Z56~85~l0拟合方程计算出的不同测试温度下的MFR与2.3实验原材料试验结果进行比较,二者之间的误差一般小于ABS,PA757,台湾寄美实业公司产品;l0,计算结果与实验数据比较吻合OPP,独山子石油化工厂产品;LDPE,PE-E-3.2拟合的lnaT~1/T关系曲线l800lZ,大庆石化公司产品;PS,666D,北京燕依据拟合方程,PP~LDPE~PS~ABS的ln山石化公司产品OaT~l/T关系曲线见Fig.l~Fig.Z~Fi
8、g.3~Fig.2.4试验方案4,在lnaT~l/T的坐标系中均得到一条直线,(l)按照GB368Z-83规定的标准实验温说明aT与l/T成指数关系,由此关系式,可以度作为aT~T关系式中的参考温度T0,与此相算出一定温度下的MFR值OTab.2RelationaleguationofaT~1/TmaterialORelationaleguationPP5Z44.69aT=exp{5Z44.69[(l/T-(Z30+Z73.l5)]}LDP
