第三組 塑料的流變性.ppt

1、塑料加工流變性能,第三組,高分子流變行為： 高分子材料熔體受力作用，不但表現有流動和變形、而且這種流動和變形行為強烈地依賴于材料結構和外界條件。 高分子流變性： 加工過程中應力 形變 形變速率和粘度之間的聯系 。,目的,以聚合物流體（主要是熔體）作為研究對象，應用流變學的基本原理，分析和處理高分子材料加工過程中的工藝和工程問題，從而提高制品的質量和生產效率。,不同流體的流變性能,流體,牛頓流體,時間獨立性,非牛頓流體,時間相關性,塑性流體,假塑性流體,膨脹性流體,流凝體: 維持恒定的切變速率,粘度隨著時間的增加而增大的流體。,觸變體:維持恒定的切變速率,粘度隨著時間的增加而減小的流體。,流變儀

2、,旋轉流變儀:在穩(wěn)定或變速情況下測量扭矩，用夾具因子將物理量轉化為流變學的參數,毛細管流變儀：計算機測控智能化恒壓式毛細管流變儀，通過計算機測定各種壓力作用下的各種規(guī)格毛細管在不同的升溫速率下、不同溫度時的擠出速度。,轉矩流變儀：研究材料的流動、塑化、熱、剪切穩(wěn)定性的理想設備，該流變儀提供了更接近于實際加工的動態(tài)測量方法，可以在類似實際加工的情況下，連續(xù)、準確可靠地對材料的流變性能進行測定，如多組份物料的混合、熱固性樹脂的交聯固化、彈性體的硫化，材料的動態(tài)穩(wěn)定性以及螺桿轉速對體系加工性能的影響等。,界面流變儀：用于測量小振幅下的動態(tài)力學性能，其結構同轉子型流變儀。,轉矩流變儀,基本結構,1壓桿

3、；2加料口；3密煉室； 4漏斗；5密煉機；6緊急制動開 7手動面板；8驅動及扭矩傳感器；9開關； 10計算機,測控主機組成與性能測控主機主要由計算機、數據測控系統、動力系統及轉矩測量系統構成。,物料被加到混煉室中，受到兩個轉子所施加的作用力，使物料在轉子與室壁間進行混煉剪切，物料對轉子凸棱施加反作用力，這個力由測力傳感器測量，在經過機械分級的杠桿力臂轉換成轉矩值的單位牛頓.米（ N.m ）讀數。其轉矩值的大小反應了物料黏度的大小。通過熱電偶對轉子溫度的控制，可以得到不同溫度下物料的黏度。,材料準備： 聚氯乙烯（PVC） 45份 鄰苯二甲酸二辛酯（DOP） 2份 三鹽基硫酸鉛 2份 硬酯酸鋇(B

4、aSt) 0.7份 硬酯酸鈣(CaSt) 0.5份 石 蠟 0.2份 原材料應干燥、不含有強腐蝕、強磨損性組分，材質和粒度均勻，粒徑小于3.2mm。,準備工作 （1）根據實驗需要，將所用的混合器與動力系統組裝起來。 （2）接通動力電源和壓縮空氣，穩(wěn)定電源在220V+/-10V. （3）按式（6-1）計算加料量，并用天平準確稱量。 W1=(V1-V0)0 (6-1) W1-加料量 （g） V1-混合器容量（cm3） V0-轉子體積（cm3） -原材料的固體體積或熔體密度（g/cm3） -加工系數，按固體或熔體密度計算為 0.655、0.80。 對于硬質PVC來講 ，加料量應為65 g左右。 2.

5、 操作 （1）接通主機電源后，調節(jié)溫度加熱。 （2）當溫度達到要求后，預熱一段時間，然后加料開始記錄實驗參數。 （3）當實驗結束后，加入少量潤滑劑，然后拆卸清理混合器。,曲線分析,U-PVC流變曲線及加工設備中的物料狀態(tài),圖中第一個峰為加料峰，第二個峰為塑化峰，第三個峰為分解峰，分別表示物料的加入、塑化和分解。 加料峰到塑化峰之間的時間間隔為塑化時間，塑化峰到分解峰之間的時間間隔為熱穩(wěn)定時間。 在實際加工時，物料在螺桿塑化段內的停留時間應不小于塑化時間，保證物料的充分塑化，并且在熱分解之前完成加工,A點的高低與轉速大小和干混料的表觀密度有關，隨料溫升高逐漸接近混煉預設溫度，樹脂軟化，空氣被排除

6、轉矩減小到B點，由于熱和剪切作用，樹脂顆粒破碎，顆粒內的物料從表面開始塑化，物料粘度逐漸增加，轉矩迅速升高到C點，C點對應的峰為塑化峰，隨著塑化后物料內部殘留空氣排除，物料中各處溫度趨于一體，熔體結構逐漸均勻，轉矩逐漸降低達到相對穩(wěn)定值的平衡轉矩D點，經過長時間混煉，pvc熔體中穩(wěn)定劑逐漸喪失作用時，物料開始分解并交聯，顏色由黃變褐，轉矩從E點迅速增高,利用混煉器 完成的曲線,影響塑料加工流變性測試結果的因素 1、加料量:加料不足，轉子難于充分接觸物料，達不到混煉塑化的最佳效果；反之加料過量，使儀器安全裝置發(fā)生作用，停止運轉，中斷實驗。 2、助劑的影響：抗沖改性劑能促進PVC的塑化，加快PVC的熔融 ；無機填料如CaCO3由于與高分子材料的相容性差，造成聚合物內部分散不均勻，導致延緩PVC的塑化 ；潤滑劑的加入增加PVC的潤滑性，降低PVC粒子的內摩擦以及PVC熔體與料筒壁之間的粘附現象，從而提高加工速度 ；增塑劑會降低PVC塑料熔體的粘度，提高流變性 3、溫度的影響