了解聚合物熔体流动曲线的行为

聚合物熔体流动曲线(图粘度与剪切速率的对数尺度)有两种截然不同的行为由牛顿和幂律。牛顿行为主导以非常低的剪切率,粘度是独立的剪切率和它的方法称为zero-shear粘度值。

在这之后,粘度开始减少临界剪切率(y₀)。幂律的行为占主导地位在高剪切率,粘度随剪切速率增大而减小,负斜率的(n - 1)n参数被称为幂律指数。

图1所示。典型的聚合物熔体流动曲线。图片来源:Dynisco

的聚合物熔体流动曲线受到两个限制斜坡(虚线),确定zero-shear粘度值(n₀₀和幂律指数价值(n),如图1所示。这些参数可以用来估计分子量(米_w)以及分子量分布的宽度(米_WD)。其他因素可能影响viscosity-shear率曲线的形状包括压力、温度、填充剂、润滑剂和增塑剂。

定量关系定义为代表的剪切速率依赖性粘度的聚合物材料。亚博网站下载这些包括Bird-Carreau-Yasuda模型,Cross-WLF模型,交叉模型和幂律模型。幂律模型可以表示为如下方程:

在哪里n是幂律指数和k一致性(Pa-s)。聚合物熔体通常有n值在0.2 - 0.6的范围,取决于聚合物的化学结构类型。幂律模型只适合剪切稀化(幂律)部分的曲线和过程控制是一个有用的模型,但它不能描述曲线的牛顿地区。

毛细管流变仪的数据通常分为剪切稀化区域的曲线,可以安装完全幂律模型。幂律模型拟合分析(从LabKars软件)两种类型的聚乙烯(PE)材料使用Dynisco LCR7001毛细管流变仪是如图2所示。亚博网站下载

图2。幂律模型拟合分析。图片来源:Dynisco

十字架模型由以下方程表示:

在哪里η₀是zero-shear粘度(Pa-s),τ^*临界剪切应力(巴勒斯坦权力机构)或压力的曲线,和n幂律指数。

修改后的交叉模型拟合分析(从LabKars软件)两种类型的PE材料使用亚博网站下载Dynisco LCR7001毛细管流变仪图3所示。

图3。修改后的交叉模型拟合分析。图片来源:Dynisco

该模型结合了牛顿和幂律地区因此描述了流动曲线更完全。这个模型显示zero-shear粘度值是有用的。

引用

• J.M.定单,K.F. Wissbrun,融化在塑料加工流变学及其作用:理论和应用,Van Nostrand莱因霍尔德,纽约(1990)。
• 中一段罗恩,分析聚合物流变学,汉斯(1995)。

确认

从材料最初由Azadeh F亚博网站下载arahanchi,流变科学家,博士。

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