毛細管流變儀在聚合物拉伸流變行為研究中應用

聚合物熔體的流變行為同其加工過程中緊密相關，了解聚合物熔體的流變參數(shù)，對確定加工工藝條件，設計設備的？和參數(shù)和改善產(chǎn)品的質量非常重要。對于聚合物熔體，其穩(wěn)態(tài)剪切流變行為在較寬的剪切速率范圍內比較容易觀測，但是對于拉伸流變行為（拉伸黏度、拉伸應力、熔體拉伸強度等）的測量則比較困難，而薄膜吹塑、流延、紡絲、中空吹塑成型等加工過程與聚合物熔體的拉伸流變行為密切相關。因此聚合物熔體拉伸流變行為的研究非常重要。

在研究聚合物流變性能的儀器中，毛細管流變儀有*的優(yōu)勢，包括配備多種不同口模、可以實時進行Bagley校正，同時測量剪切黏度和拉伸黏度。

德國高特福（GOTTFERT）公司是世界上蕞早研究開發(fā)毛細管流變產(chǎn)品的廠家。其產(chǎn)品在功能、質量、可靠性及*等諸多方面嶺先。目前，德國高特福產(chǎn)品遍布全國各地的各個領域，在中國石化、中國石油、德固賽、沙比克、帝斯曼、阿勒斯、拜耳、LG中國、東華大學、北京理工大學、上海博祿、華南理工大學、中國紡織科學研究院、北京化工研究院、中國商檢等近二百家單位的數(shù)百臺(套)設備發(fā)揮著重要作用。

以下是高特福（GOTTFERT）毛細管流變儀對不同配比的PP共混料進行拉伸流變性能的實驗數(shù)據(jù)。

熔體強度曲線：

從圖中可以看出，標記為藍色的試樣材料顯示了最小 拉 伸 比, 即 熔 體 易 出 現(xiàn)“ 頸 縮", 熔 體 延 展 性 較 差, 很 容 易 發(fā) 生 熔 體 斷裂, 而熱成型、 吹膜成型和發(fā)泡等加工工藝中對熔 體 強 度 和 熔 體 的 延 展 性 要 求 均 較 高。而標記為黑色的試樣材料在熔體強 度 和 熔 體 延 展 性 之 間 擁 有很好的平衡, 即在保持較高的熔體強度下, 仍具有很好的拉伸比。

拉伸應力曲線

從圖中可以看出，在拉伸比小于2 時，藍色試樣材料和紫色試樣材料的熔體拉伸應力均比相同拉伸比下黑色試樣材料要高, 說明熔體能承受外力的能力較顯著。然而在較高拉伸比(大于2) 下, 藍色試樣材料和紫色試樣材料均發(fā)生熔體斷裂現(xiàn)象, 拉伸應力急劇下降, 而黑色試樣材料隨著拉伸比增加拉伸應力不斷增大, 有較明顯的“應力硬化"現(xiàn)象。

拉伸黏度曲線

從圖中可以看出，藍色試樣材料和紫色試樣材料在較低的拉伸應變速率下具有較高的拉伸黏度, 卻不具備較好的熔體延展性, 而黑色試樣材料在較高的拉伸應變速率下, 仍能保持較高的拉伸黏度, 該結果也與拉伸應力曲線有很好的一致性。

針對熔體拉伸流變實驗，高特福（GOTTFERT）毛細管流變儀具有以下優(yōu)勢：

2  依據(jù)Wagner模型測量拉伸粘度

2  可用于幾乎所有材料

2  無級變速范圍 0-114 m/min (HAUL-OFF 0-2000 m/min)

2  線性或者支數(shù)加速度

2  力值測量范圍為 0-2N，分辨率0.001N

2  自動的力值標定

2  牽引輥包括光滑表面或齒紋表面（輥子冷卻為選配）

2  廣泛應用于吹膜、紡絲、注塑、涂敷等工藝