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科普!毛细管流变仪试验得到的相关数值分析

更新时间:2020-04-13      点击次数:2745
   毛细管流变仪测量一些物品流变行为,得到一系列剪切速率、粘度、不稳定流动等比较接近加工过程的流变曲线和数据,由于毛细管流变仪使用较少样品进行配方设计,既能测试分析,又省时经济,已在塑料加工性能研究、配方设计等方面起到了重要应用。
  毛细管流变仪的工作原理是物料在温度、压力等因素的作用下,由粒状(或粉状)变成熔体的塑化过程,测试物料由玻璃态向粘流态转变的动态流变现象。通过实验可获得物料在某一温度下,粘度和表观切应力随剪切速率的变化曲线。同时,计算机屏幕上会动态显示物料的温度、表观剪切速率、和表观粘度动态流变曲线。下面我们就来分析下它们之间的关系。
  一、表观粘度与温度之间的关系
  表观粘度是剪切速率或温度的函数。所以,只有剪切速率恒定时,研究温度对粘度的影响才有实际意义。一般来说,温度升高,必然使得分子间的运动加快,从而使得分子链之间的缠绕降低,分子之间的距离增大,从而导致粘度降低,而温度太低,熔体粘度大,流动困难,成型性差,并且弹性大,也会影响制品的稳定性。
  二、表观粘度与剪切速率的关系
  毛细管流变仪测定在某一特定温度下的粘度值,若表观粘度随剪切速率的变化不变,则被测定为牛顿流体;若粘度随剪切速率的变化而变化,说明这种流体是一种典型的非牛顿流体。一般情况下,在温度和压力一定的前提下,大多数材料熔体的粘度是随着剪切速率的增加而下降的,但是不同的材料对剪切速率(切应力)的敏感程度是不一样,但在剪切速率很低和很高的情况下,表观粘度几乎不随剪切速率变化而变化。
  三、 表观粘度与粘流活化能
  不同剪切速率所对应的粘流活化能。在实验温度范围内,粘流活化能随着剪切速率的增加而下降。这是因为外部剪切应力破坏了大分子之间缠结作用,使得链段活动范围变大,分子间距离增大,分子间的作用力削弱,致使分子链内旋转位垒较低,分子克服周围分子的作用发生迁移所需的能量较少,表现为粘流活化能小。
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