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影响聚合物流变性质的因素

2017-04-17 14:11:03

温度幅度增加很大,而他的表观粘度却降低有限,相反, 大幅度的提高温度很可能使聚合物发生降解。塑料加工成型生产中,依靠提高温度降低熔体粘度以改善流动性的工艺控制方法,主要适用于粘度对剪切速率不太敏感或其熔体近似服从牛顿流动规律的聚合物,如聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺-66等,这些材料不需要增加很多温度而他们的粘度却下降不少。
 
聚合物分子结构粘度的影响较复杂,一般来说,大分子链柔顺性较大的聚合物,链间的缠结点多,链的解缠、伸长和滑移困难,熔体流动时的非牛顿性强。对于链的刚硬性和分子间吸引力比较大的聚合物,其熔体粘度对温度敏感性增加,非牛顿性减弱,属于这类性质的聚合物有聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺和聚对苯二甲酸乙二酯等。
 塑料件加工
聚合物大分子的热运动与温度有关。温度升高,聚合物体积膨胀,大分子间的自由空间随之增大,彼此间的范德华力减小,从而有利于大分子变形和流动,即粘度下降。在成型工艺中,对一种表观粘度随温度变化不大的聚合物来说,如仅靠增加温度来增加其流动性使其能成型是不合适的。
 
聚合物大分子中存在支链结构时,对粘度也有影响。支链越长、支化程度越高,对粘度影响越显著。支链越长、支化程度越高,则他们与附近其他大分子链缠结越紧,就会导致变形和流动困难,因此表现为粘度增大、流动性降低。聚合物相对分子质量比较大时,其大分子链段会有所加长,大分子链重心移动也会减慢。
 
由于链段间相对位移被抵消的机会增大,使得缠结点增多,解缠、伸长和滑移困难,因此一般都需要较大的剪切速率和较长的切变作用时间,故熔体粘度以及粘度对剪切速率的敏感性因此会增大。聚合物内大分子之间相对分子质量的差异叫做相对分子质量分布,差异越大,分布越宽。
 
生产中的关键问题是如何恰当的控制各种因素,以便能使剪切稀化效应保持在一个合理范围。在塑料加工生产中必须根据聚合物的结构特性,选择最佳注射温度、注射压力、注射速度以及模具结构等加工条件,以保证聚合物熔体不致因粘度过大而影响流动成型,同时也不会因粘度过小而影响制件的成型质量。
 
聚合物相对分子质量分布不仅影响粘度,而在这种对粘度的影响还与剪切速率有关。一般情况下,如果相对分子质量相同,则相对分子质量分布较宽时,聚合物熔体的粘度较小,非牛顿性较强。在注射成型过程中,相对分子量分布对粘度的影响经常体现在塑件的质量方面。聚合物相对分子质量分布比较宽时,虽然呈现粘度下,流动性好的特点,但成型出的塑件性能质量较差。所以,应尽量减少聚合物中低分子物质,尽量使用相对分子质量分布较窄的物料,以提高塑件的性能。
 
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