高壓流體黏度測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)及聚合物熔體黏度壓力敏感性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、黏度參數(shù)是研發(fā)材料配方和加工工藝條件由此得到成品最優(yōu)內(nèi)在質(zhì)量與外觀的極為重要的參數(shù)。伴隨著聚合物材料加工向著高精度、高性能方向發(fā)展，黏度參數(shù)受到越來(lái)越多的重視。在前人對(duì)于聚合物黏度影響因素的研究中，溫度和剪切速率一直是研究的重點(diǎn)，關(guān)于壓力對(duì)聚合物熔體黏度影響的研究較少。
　　本文設(shè)計(jì)了一種高壓流體黏度測(cè)試裝置，測(cè)試在不同壓力下低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS）三種聚合物熔體的黏度。分析了分子結(jié)構(gòu)、剪切速率、

2、溫度對(duì)黏度壓力敏感性的影響機(jī)理。利用恒剪切速率法、恒剪切應(yīng)力法、疊加法計(jì)算三種聚合物的黏度壓力敏感性系數(shù)，分析了三種方法的差異與聯(lián)系。使用自行設(shè)計(jì)的拉伸混合器制備了PP\Nano-CaCO3復(fù)合材料，并利用恒剪切速率法、恒剪切應(yīng)力法計(jì)算了PP\Nano-CaCO3的黏度壓力敏感性系數(shù)。
　　高壓流體黏度測(cè)試裝置具有多階分壓式口模組件，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該口模組件能夠達(dá)到很好的增壓與分壓效果。一次測(cè)試能夠得到三個(gè)不同壓力下的黏度，能夠直觀的觀

3、察聚合物熔體的黏度壓力依存性，并且提高了實(shí)驗(yàn)效率。
　　利用三種方法分別計(jì)算了LDPE、PP、PS的黏度壓力敏感性系數(shù)。實(shí)驗(yàn)表明三種材料的壓力敏感性關(guān)系為P S＞PP＞LDPE;分子剛性越強(qiáng)，黏度壓力敏感性越高;隨著剪切速率和溫度的升高黏度壓力敏感性系數(shù)減小;由恒剪切速率法計(jì)算的黏度壓力敏感性系數(shù)βγ隨著剪切速率的升高而降低;利用恒剪切應(yīng)力法計(jì)算得出的黏度壓力敏感性系數(shù)βσ為恒定值;利用疊加法計(jì)算的黏度壓力敏感性系數(shù)βθ與上述兩種

4、方法計(jì)算的βγ和βσ存在聯(lián)系，βθ與βσ較為接近，βθ≈nβγ。
　　利用不同拉伸間隙的拉伸混合器對(duì)PP\Nano-CaCO3復(fù)合材料進(jìn)行了拉伸混合。當(dāng)拉伸間隙h=1000μm時(shí)，Nano-CaCO3在PP中分散效果最好。計(jì)算了PP\Nano-CaCO3復(fù)合材料的黏度壓力敏感性系數(shù)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著Nano-CaCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，填充體系的黏度壓力敏感性下降。當(dāng)Nano-CaCO3填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時(shí)(5％)填充體系的黏度壓力敏感性