?。?)用粘度計測聚合物流體的粘度
有三種粘度計用于測量聚合物流體的剪切粘度,即落球粘度計,毛細管粘度計和轉(zhuǎn)動粘度計。不同粘度計具有不同的施加剪切力的原理,因此具有不同的粘度(η)、剪切應力(στ)、剪切速率(γ)的計算方法。其中落球式粘度計,用來測低剪切速率下的剪切粘度值;毛細管粘度計可測較寬范圍剪切速率和溫度下的表觀剪切粘度值、及相應的剪切應力和剪切速率值;轉(zhuǎn)動粘度計又分為二類,即錐板粘度計和同軸圓筒轉(zhuǎn)動粘度計。其中錐板粘度計可測牛頓流體及非牛頓流體的粘度值,同軸圓筒粘度計可測得剪切應力、剪切速率或相應剪切速率下的表觀粘度值。 附帶說明,聚合物流體的粘度值,是和流體的溫度及剪切應力的大小相關的。
(2)用粘度計測聚合物流體的流變曲線
用毛細管粘度計和同軸圓筒轉(zhuǎn)動粘度計測量恒定溫度下,施加不同剪切應力(στ)時,流體中相應的剪切速率值(γ),并以剪切應力對數(shù)lgστ(縱坐標)-剪切速率對數(shù)lgγ(橫坐標)作圖,即為該聚合物流體在某溫度下的流變曲線。
?。?)工業(yè)用“熔融指數(shù)”的測定
工業(yè)上常用熔融指數(shù)來表征聚合物的加工性能,對熔融指數(shù)的測定是采用標準熔融指數(shù)儀,將聚合物完全熔融,然后在一定負荷下將聚合物熔體從具有固定直徑,固定長度的毛細管中擠出,在10分鐘內(nèi)被擠出聚合物熔體的重量(克),為該高聚物的熔融指數(shù)。通常熔融指數(shù)儀的載荷為2.16kg,從毛細管尺寸可以計算出剪切應力為2×104Pa,聚合物熔體剪切速率值約在10-2-101的范圍內(nèi)。
?。?)轉(zhuǎn)矩流變儀測聚合物流體的流變性能
為了選擇聚合物產(chǎn)品的加工條件,工業(yè)上常用轉(zhuǎn)矩流變儀測定聚合物流體的流變性能,工業(yè)用轉(zhuǎn)矩流變儀有Brabender(布拉班德)流變儀,Hake(哈克)流變儀等。這類儀器可以模擬高分子成型中真實過程的條件,因此常用來測定在加工過程中聚合物的流變特性,并據(jù)此來選擇聚合物加工的最佳工藝。待測聚合物用轉(zhuǎn)矩流變儀進行成型加工時,測定其流變儀的轉(zhuǎn)矩值、物料溫度值、熔體壓力及工作時間等參數(shù),可以畫出被測聚合物“成型加工”時的轉(zhuǎn)矩-時間曲線,溫度-時間曲線,并可據(jù)此判斷聚合物熔體的粘度變化情況(即轉(zhuǎn)矩值變化情況),熔融過程中的能量消耗情況,熔融特性,熱穩(wěn)定時間及聚合物的分解特性等一系列工藝參數(shù),從而為實地對該聚合物進行熔融加工提供必要的工藝數(shù)據(jù)。
(5)用流變儀研究成型加工條件(力、溫度、時間等)對聚合物凝聚態(tài)結(jié)構的影響。
聚合物加工過程中外界條件的變化,必然影響到高分子的鏈運動,從而影響到聚合物凝聚態(tài)結(jié)構的形成。而聚合物凝聚態(tài)結(jié)構、形態(tài)不同,將大大影響高分子材料的性能。用流變儀比較不同成型條件(例剪切力大小、作用時間、作用方式、不同溫度等),對形成的高分子材料中凝聚態(tài)結(jié)構、形態(tài)的影響及其相應力學性能的情況,可以使我們對改進聚合物成型技術得到啟迪。 |