聚合物熔体的流动性

长支化时, 相当长链分子 增多, 易缠结, 从而粘度 增加
(5) 熔体结构的影响
当分子量相同时， 当T在160~200℃时，η乳液PVC<η悬浮PVC 当T>200℃时， η乳液PVC≈η悬浮PVC 此时，乳液法PVC中颗粒已完全消失，因而
粘度差别不大。
影响熔体粘度的因素
9.1.6 高聚物流体流动中的弹性表现
②高聚物在模孔内流动时，由于切应力的作用，产生法 向应力效应，由法向应力差所产生的弹性形变在出口模 后回复，因而挤出物直径涨大。
三 、不稳定流动—熔体破裂(melt fracture)现象
所谓熔体破裂现象是高聚物熔体 在挤出时，如果剪切速度过大， 超过某一极限值时，从口模出来 的挤出物不再是平滑的，会出现 表面粗糙、起伏不平、螺旋皱纹、 挤出物扭曲甚至破碎等现象，也 称为不稳定流动。
实际中应避免不稳定流动。
四、 影响高聚物熔体弹性的因素 1.剪切速率：随剪切速率增大，熔体弹性效应增大。
* * 0 ei 0 (cos i sin ) 0 sin i20 cos i
* i0
i0
0
i
B
2.温度：温度↑，大分子松弛时间τ变短，高聚物熔体弹 性↓。
3.分子量及分子量分布
2F2B
表示改性情况
表示密度范围 1.ρ<0.922 2.=0.923~0.946
MFR=2
用途 Film
门尼粘度（Mooney Viscosity）
测定橡胶半成品或生胶的粘度大小的一种方法。门尼粘
度通常是在 100℃和一定的转子转速（2 r/min），测定
橡胶的阻力。
表示方法
ML
100 1+4
50
定为, 称牛顿极限粘度, 又类似牛顿流体行为。

2 聚合物熔体的基本流变性能
• 纯粘性系统的非牛顿流体可分为宾汉流体、膨胀 性流体和假塑性流体。
• 1）宾汉流体（曲线D） • 宾汉流体在流动前存在一个剪切屈服应力τy，
只有当剪切应力高于τy时，宾汉流体才开始流动。
•
• ηp称为宾汉粘度y p ( y )
2 聚合物熔体的基本流变性能
• 图2-2 非牛顿流动的流动曲线
流动。在此情况下，流体与外界可以进行热量传 递，但传入和输出热量应保持相等。 • 在塑料成型的实际条件下，高聚物熔体的流动 一般均呈现非等温状态。一方面是由于成型工艺 有要求将流程各区域控制在不同的温度下；另一 方面，是粘性流动过程中有生热和热效应，使流 体在流道径向和轴向存在一定的温度差。
2 聚合物熔体的基本流变性能
流体，非牛顿流体的流动称为非牛顿流动。
2 聚合物熔体的基本流变性能
根据τ与呈非线性关系的不同特征，可将非牛 顿型流体分为三大类：粘性系统、有时间依赖性 的系统和粘弹性系统。 • 粘性系统的流体，其切变速率只依赖于所施加的 切应力，即切变速率与切应力有函数关系，而与 切应力施加的时间长短无关。 • 有时间依赖性的系统，其特点是切变速率不仅依 赖于所施加切应力的大小，而且还依赖于切应力 施加的时间长短。这类非牛顿型流体有两种：触 变性流体和震凝性流体。
• 3）膨胀性流体（曲线C） • 它的流动曲线弯向剪切应力坐标轴，不
存在屈服应力。剪切速率增加比剪切应力 增大要慢一些。其特征是粘度随剪切速率 或剪切应力的增大而升高，故称为剪切增 稠的流体。
2 聚合物熔体的基本流变性能
• 2.1.5 非牛顿流体的幂律方程
• (1) 宾汉流体
•
•Hale Waihona Puke 当 y时， 0••

称为表观粘度
11
12
流凝体:维持恒定得切变速率,粘度随着时间得增加而增大得流 体(某种结构得生成),如饱和聚酯等
触变体:维持恒定得切变速率,粘度随着时间得增加而减小得流 体(某种结构得破坏),如油漆等
表观粘度与时间得曲线
滞回流动曲线
13
9、1、3 流动曲 线
聚合物流体得流动都遵循幂律定律
K n, K 稠度系数, n 非牛顿指数.
2
9、1 牛顿流体和非牛顿流体 9、1、1 牛顿流 体 流体流动:层流和湍流。 层流可以看成就是液体在切应力作用力以薄层流动,层间有 速度梯度,液体反抗这种流动得内摩擦力叫做切粘度。
3
即:应变速率等于速度梯度
4
若垂直于y轴得单位面积液层上所受得力为τ
F
A
对低分子流体，与 成正比 牛顿流动定律
比例常数为粘度，其值不随切变速率的变化而变化
22
旋转流变仪
适用于牛顿流体,非牛顿流体需进行修正
23
不同方法测定粘度时得切变速率范围和测得得粘度范围
24
熔融指数(MI):工业上采用得方法、
在一定温度下,处于熔融状态得聚合物在一定得负荷(2160g)作用 下,10min内从规定直径和长度得标准毛细管中流出得量(克数)、
例PE:190℃,2160g得熔融指数MI190/2160。 对于同种聚合物而言,熔融指数越大,聚合物熔体得流 动性越好。 由于不同聚合物得测定时得标准条件不同,因此不具 可比性。 工业上常用MI值作为衡量聚合物分子量大小得一种 相对指标,分子量越大,MI值越小。
N
S:切力变稀流体(假塑性流体) iB:理想宾汉流体 pB:假塑性宾汉流体
切变速率
各类流体得粘度与切变速率得关系

一、实验目的1. 掌握热塑性高聚物熔融指数的测定方法。

2. 了解聚合物熔融指数的测定条件。

二、实验原理熔融指数（Melt Flow Rate，MFR，MI，MVR），全称熔体流动指数，是指在一定温度和负荷下，聚合物熔体每10min通过标准口模的质量，是评价热塑性聚合物熔体流动性的一个重要指标。

虽然熔融指数能很方便地表示热塑性聚合物的流动性高低，但是熔融指数测定时的剪切速率远低于成型过程中的实际剪切速率，故熔融指数不能完全代表成形时的实际流动能力，所以，熔融指数对于热塑性聚合物成形时材料的选择和工艺条件的设定具有一定的参考价值。

此外，对于同一种聚合物，在相同的条件下，单位时间内流出量越大，熔体流动速率就越大，流动性越好，说明其平均分子量越低，因此可作为生产上的品质控制。

（一）熔融指数仪结构示意图图1 熔融指数仪结构示意图1—出料孔；2—保温层；3—加热器；4—柱塞；5—重锤；6—热电偶测温管；7—料筒（二）测定方法（参照GB/T 3682-2000）熔体流动速率，原称熔融指数，其定义为：在规定条件下，一定时间内挤出的热塑性物料的量，也即熔体每10min通过标准口模毛细管的质量，用MFR表示，单位为g/10min。

近年来，熔体流动速率从“质量”的概念上，又引伸到“体积”的概念上，即增加了熔体体积流动速率。

其定义为：熔体每10min通过标准口模毛细管的体积，用MVR表示，单位为cm3/10min。

对于原先的熔体流动速率，则明确地称其为熔体质量流动速率，仍记为MFR。

熔体质量流动速率与熔体体积流动速率已在ISO 1133:1997标准中明确提出，我国的标准GB/T 3682-2000也作了相应修订。

1. 质量法（参照GB/T 3682-2000中：6 方法A）式中：θ——试验温度，℃；m nom——标称负荷，kg；m——切段的平均质量，g；t ref——参比时间（10min），s（600s）；t——切段的时间间隔，s。