聚合物熔体和弹性的影响

在处理操作聚合物受到剪切时,长链分子出现在他们变得扭曲。分子倾向于规则(的),因为这样的剪切。分子,如果他们仍然熔,会卷起来当剪切过程结束。

re-coiling(有时称为弛豫)可能不会完成当有快速冷却post-shearing。开卷的流程/ re-coiling导致多个现象通常称为弹性效应。挤出物膨胀,鲨鱼皮,融化断裂,画下来,冻结在取向是一些重要的弹性效果。

挤出物(“死”)膨胀

挤出物可能会膨胀,当聚合物熔体走出死去,挤出物的模孔的横截面比离开后死亡。

术语

毛细管死,死的膨胀率,膨胀比,挤出物膨胀,或使肿胀比率是死的挤出物直径直径的比值。狭缝死,适当的比率是挤出物厚度的狭缝的高度。

链扭曲

肿胀发生因为分子成为扩展时,熔体通过死;最大的扩展模壁附近发生。新兴的死后,分子倾向于线圈(re-coil),合同在流动方向上,扩大在横向方向流动。

最伟大的收缩流方向接近的墙剪切时最大的挤出物切死脸,挤出物的前缘是凸的。

挤出物膨胀影响因素

实验工作证明:

1. 有肿胀与挤压速度的增加(剪切速率)临界剪切率
2. 有减少肿胀的增加速度给定的挤压温度或剪切速率
3. 死膨胀几乎没有受到温度给定剪切应力的影响
4. 有减少模膨胀越来越死对于一个给定的长度剪切率
5. 通过毛细管挤出物胀大死有点小于通过狭缝死;通过狭缝挤出物胀大死也会增加与增加剪切速率更快
6. 挤出物胀大与比例的增加会增加储层直径/毛细管直径(尽管小影响比例10:1以上)。

一节题为“挤出物膨胀测量”提供了挤出物膨胀的测量方法。

挤出物膨胀的来源

赔偿死亡增加画下来

拉伸,或画下挤出物是常见的技术来补偿固体挤出物模膨胀,使挤出物可以通过整形模。虽然在这种技术是不必要的为两个完全平衡,应该注意,引起分子取向画下来。

这导致强度增强流动方向和强度降低的方向垂直于流,这可能是也可能不是必要的。如果固态挤出物有不同的厚度,将有所限制的影响。这是因为剪切率,因此,膨胀更高更薄的部分。以确保挤压速度不改变整个截面,薄的部分也可能死长度较短,增加挤出物进一步膨胀。

管材挤出物胀大与补偿

情况更复杂的各类管材的挤压中,由于挤出物通常是根据整形模的尺寸膨胀。在这种情况下,假设是,壁厚将扩大模具膨胀适当剪切额定工作,从挤出机出现后死亡。

然而,会有减少壁厚成正比的通货膨胀,通货膨胀在哪里精整模直径的比值的外径挤压模。

熔体破裂

它通常观察到扭曲的挤出物挤出时发生在高。

术语

可能是由于观察到的畸变现象称为融化骨折或弹性湍流(在某些情况下,bambooing)或称为鲨鱼皮的形成产生影响。这些现象是不完全清楚,似乎有不同的起源。

临界剪切率

当剪切速率超过临界剪切速率对于一个给定的聚合物熔体在定义温度,熔体发生断裂。有一个对应的临界剪切应力。临界点的这些定义剪切rate-shear压力图(流量曲线)。

相信融化断裂起源于死入口区域当材料流入储层毛细管的死亡。挤出机,这对应于的熔体进入模并行部分的死亡。其他复杂的影响也发生在墙上的死亡。

形式的畸变

失真通常是螺旋形的性质,尽管它的形式可能不同聚合物类型。螺丝线程类型畸变可能出现在材料,如聚丙烯和聚乙烯。亚博网站下载在聚苯乙烯挤出物可能会形成一个螺旋,而波纹或竹节状重复的缺陷可能与其他融化形成的。螺旋自然是被严重和随机畸变融化,利率远高于临界点。

发生

当小直径挤出物在高挤压,融化骨折是最可能发生,最显著的例子发生在漆包线漆膜。

影响因素融化骨折

融化骨折已被广泛研究,因为它可以很容易地观察到在实验室。实验证明:

1. 有增加熔体破裂的临界剪切率与温度的升高。
2. 产品τ_c米_w是一个常数(τ_c临界剪切应力,和M_w重量平均分子量)。熔体破裂开始在较低的剪切应力,利率,和发生在高分子量树脂比低分子量聚合物。
3. 两个聚合物将有类似的临界点时,也有类似的熔体粘度,但不同的分支。
4. 通过逐渐减少死条目,会有显著改善挤出物的质量。这允许获取外部无畸变的挤出物的利率远高于临界点。(然而,可能会有一些内部失真)。临界点可能大幅增加所谓的死后平行锥形(通过10º)。
5. 临界剪切率也会上升,增加的L / D比死去。

所有这些因素影响熔体破裂是众所周知的和已应用多年,因此,许多操作,比如高速线涉及高剪切率、涂层和操作进行的没有多麻烦融化骨折的效果。

熔体破裂

鲨鱼皮

融化断裂相比,鲨鱼皮的现象没有被广泛研究,但它可能是一个更大的问题在工业挤压。

融化撕裂

在这里,而不是螺旋扭曲,扭曲包括横向的山脊。当聚合物散发出的死,失真是融化造成的撕裂。在死亡中,融化靠近墙移动非常缓慢(层相邻的墙,没有运动)。当出现融化,挤出物离开模具的脸在一个恒定的速度移动,导致外层被突然拉伸和撕裂。

鲨鱼皮的发生率

实验表明,发病的临界剪切率的鲨鱼皮(γ_c)成反比模具半径(R)(即产品,γ_cR是一个常数)。对于大直径死了,临界剪切率低得多。虽然小死(类似于典型的实验室流变仪)融化骨折发生在剪切率低于出现鲨鱼皮,相反可能会观察到全面的工业死亡。

临界线性挤出率

它可以表明,不管模具大小,鲨鱼皮上面的一个关键线性挤出速率。换句话说,对于一个给定的聚合物熔体,鲨鱼皮可能发生在一个特定的挤压速度,与模具的大小没有影响。

条件支持鲨鱼皮

当熔体部分弹性,鲨鱼皮似乎是最严重的,易碎的奶酪的一致性。如果熔体温度降低,结果可能提高,熔体会变得更强烈时弹性走出死亡。

改善结果也可以通过加热模具的出口点,以确保表面融化层更流体撕裂的影响较小。鲨鱼皮的严重性可能差异极大。

在某些情况下,脊和相邻波谷之间的距离可能会挤出物截面的三分之一。别人,效果不会很容易肉眼可见,但可能出现粗面或可能感觉自己当指甲表面。在吹塑,鲨鱼皮是由一个粗糙表面在里面一个瓶子的外面经常被夷为平地吹制模的靠在墙上。

分子的因素

分子量分布(随钻测量)是唯一的分子性质,在聚合物类型,影响鲨鱼皮。广泛的多党民主运动通常降低了创建鲨鱼皮效果的倾向。

冻结在取向

聚合物分子在熔融状态时,他们倾向于线圈在缺乏外部压力;他们经常存在于一个随机线圈配置。

外部压力应用

从随机分子扭曲盘绕期间面向国家和外部压力的应用(发生在成型、挤压、和其他成型方法)。在大多数处理操作,最好是冻结(或“套”)聚合物已经形成后不久,等冷却后水浴挤压通过死亡。

在这种情况下,没有足够的时间对聚合物分子re-coil(放松)完全融化之前冻结。这导致冻结取向。

各向异性

由于冻结取向、塑料制品显示各向异性行为,其属性不同测量在不同的方向。例如,抗拉强度的方向取向比垂直方向。冻结在取向也影响冲击强度。

悬臂梁式冲击试验的样本与门的一端,注塑分子大致沿着样本轴对齐。因此,在一个标准的悬臂梁式测试,打破了样品需要一个裂缝在细长的分子。这将导致更高的冲击强度比将测量非取向的样本。

相反,如果重量放到平板测量冲击强度,将低价值取向成型。这是因为更容易发生断裂方向或平行取向,而不是整个分子取向。

类型的取向

拉伸的聚合物熔体在其冻结生产方向增加一个产品。纤维制造的一个重要方面是单轴取向,即在一个方向上延伸。同样,在电影生产、双轴取向涉及拉伸同时在两个方向上是很重要的。提高箍强度和断裂阻力的产品,如管道、瓶等中空容器、双轴取向是建立。

愿望或不愉快

据的情况下,冻结在取向可能是理想的或不受欢迎的。冻结在取向是它最大的高应力时的融化,之间有一个时间间隔减少熔体的剪切和设置。这些条件是常见的冷却温度低和熔化温度低时(如低挤出冷却浴温度或低注塑模具温度)存在。

画下来

在几个挤压过程中,包括制造电影,挤出物可以受到广泛的拉伸后离开了死亡。在影片过程冷却辊铸造等,关键是避免挤压web时拉伸撕裂效果。

粘性行为

在拉伸融化发生过程中,粘性行为而非弹性行为是更重要的因素。这里,主要要求是熔体的流动分子相互流过去,尽管融化应该有一些力量和弹性。

在

“在”现象是与冷却辊铸造的边缘向内侧挤压web有缩小的趋势,网络的中心。这可能会导致边缘成为厚比大部分的电影。更有弹性更容易融化的,因为他们能够保持张力挤压方向。

型坯凹陷

弹性效应也会影响半成品凹陷,这发生在吹塑。变薄的型坯由于自身重量,当它离开模具被称为半成品凹陷。凹陷的一部分可能是由于一个弹性效应(链开卷);粘性流时也会导致凹陷的分子互相滑过去。它可以合理地假设弹性组件抗凹陷上升总数的比例为:

1. 分子量,因此粘度增加
2. 熔体温度降低(粘度增加时)
3. 型坯的长度每单位重量增加,因为一个弹性变形在一个标准的负载取决于部分被拉长的长度,而粘性流不(只要半成品的重量不会改变)。

这些信息已经采购,审核并改编自Dynisco提供的材料。亚博网站下载

在这个来源的更多信息,请访问Dynisco。