影响粘度几个因素
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影响粘度几个因素
1 影响粘度的几个要素
粘度是聚乙烯加工性最重要的基本观点之一,是对流动性的定量表示,影响粘度的要素有熔体温度、压力、剪切速率以及相对分子质量等,下边分别表达。
(1)温度的影响由前方的剖析已经知道,聚乙烯的粘度是剪切速率的函数,可是,聚乙烯的粘度同时也遇到温度的影响。所以,只有剪切速率恒准时,研究温度对粘度的影响才有实质意义。一般说,聚乙烯熔体粘度的敏感性要比对剪切作用敏感强。研究表示,跟着温度的高升,聚乙烯熔体的粘度呈指数函数方式降落。这是因为,温度高升,必定使得分子间,分子链间的运动加速,进而使得聚乙烯分子链之间的环绕降低,分子之间的距离增大,进而以致粘度降低。易于成型,但制品缩短率大,还会惹起分解,温度太低,熔体粘度大,流动困难,成型性差,并且弹性大,也会使制品的形状稳固性差。可是不同的聚乙烯粘度关于温度的程度不同。聚甲醛对温度的变化最不敏感,其次是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯,最敏感的要数乙酸纤维素,表1中列出了一些常用聚乙烯关于温度的敏感程度。特别敏感的聚乙烯,温控十分重要,不然粘度较大变化,使操作不稳固,影响产质量量。在适用中,关于温度敏感性好的熔体,能够考虑在成型过程中提升聚乙烯的成型温度来改良聚乙烯的流动性能,如PMM
A、P
C、C
A、PA。可是关于敏感性差的聚乙烯,提升温度关于改良流动性能其实不显然,所以一般不采纳提升温度的方法来改良其流动特征。如POM和P
E、PP等非极性聚乙烯,即便温度升幅度很大,粘度却降低很小。还有,提高温度一定遇到必定条件的限制,就是成型温度一定在聚乙烯同意的成型温度范围以内,不然,聚乙烯就会发生降解。成型设施消耗大,工作条件恶化,得1/4影响粘度几个因素
2 不偿失。利用活化能的大小来表达物料的粘度和温度的关系,有定量意义。表2为一些聚乙烯在低剪切速率下的活化能。
(2)压力的影响聚乙烯熔体内部的分子之间、分子链之间拥有细小的空间,即所谓的自由体积。所以聚乙烯是能够压缩的。注射过程中,聚乙烯遇到的外面压力最大能够达到几十甚至几百MPa。在此压力作用下,大分子之间的距离减小,链段活动范围减小,分子间距离减小,分子间的作使劲增添,以致链间的错动则更加困难,表现为整体粘度增大。可是不同聚乙烯在相同的压力下,粘度的增大程度其实不相同。聚苯乙烯(PS)关于压力的敏感程度最高,即增添压力时,粘度增添得很快。
高密度聚乙烯与低密度聚乙烯对比,压力对粘度的影响较小,聚丙烯受压力的影响相当于中等程度的聚乙烯。增添压力惹起粘度增添这一事实表示,纯真经过增添压力去提升聚乙烯熔体的流量是不适合的。过高的压力不单不可以显然地改良流体的填补,并且因为粘度的增添,填补性能有时还会有降落的可能,不单造成过多的功率消耗和过大的设施磨损,还会惹起溢料和增添制品内应力等弊端。别的,压力过高,还会出现制品变形等注塑缺点,以致功率的过分耗费。但压力过低则会造成缺料。
联合温度关于粘度的影响能够发现,在聚乙烯的正常加工参数范围内,增添压力对聚乙烯熔体粘度的影响和降低温度关于聚乙烯粘度的影响成效相像。比如关于好多聚乙烯,当压力增添到100MPa时,其粘度的变化相当于降低温度30~50℃的作用。
(3)剪切速率的影响跟着剪切速率的加大,聚乙烯的粘度一般降低。但在剪切速率很低和很高的状况下,粘度几乎不随剪切速率变化而变化。2/4影响粘度几个因素
3 在温度和压力必定前提下,不同聚乙烯粘度降低程度不相同。或许说,只管大部分聚乙烯熔体的粘度是跟着剪切速率的增添而降落的,可是不同的聚乙烯对剪切速率(切应力)的敏感程度是不相同的。
几种常用聚乙烯的粘度关于剪切速率的敏感性如表4所示。这一点对使用的启迪是:在必定的剪切速率范围内,提升剪切速率会明显降低聚乙烯的粘度,改良其流动性能。只管这样,宁愿选择在熔体粘度对剪切速率不太敏感的范围进行工艺调整,不然因为剪切速率的颠簸,会造成加工不稳固和聚乙烯制质量量上的缺点。
(4)聚乙烯构造的影响关于聚乙烯,在给定温度下,跟着相对均匀分子质量的增大,聚乙烯的粘度增大。相对分子质量越大,分子间作使劲越强,于是粘度也高。聚乙烯的相对分子质量越小,粘度关于剪切速率的依靠程度越小;分子量越大,粘度关于剪切速率的依靠程度越大。分子量散布宽的树脂和双峯分子量散布树脂熔体粘度低和加工性优秀。因为低分子量链部分有益于提升树脂熔体流动性。
(5)低分子量增添剂的影响低分子可降低大分子链间的作使劲,起“润滑”作用因此使熔体粘度减少,同时降低了粘流化温度。如加入增塑剂和溶剂,使树脂易于充模成型。常用聚乙烯改良流动性能的方法
提升螺杆速度选非结晶型牌号提升温度
HSHMPE纤维的溶解包含预溶胀和溶解两个过程,其最正确溶胀温度与溶剂性质相关,且充足溶胀需要一准时间。溶液粘度随聚乙烯质量分数的提升或溶3/4影响粘度几个因素
4 液温度的降低而高升,且溶液粘流活化能随聚乙烯质量分数的高升而高升。矿物油作为溶剂对HSHMPE纤维的溶解性能比煤油好。聚乙烯冻胶纤维的萃取机理为纤维溶剂和萃取剂的双扩散。当前HSHMPE纤维制造中使用的溶剂主要有白腊油和十氢化萘两种,分别组成湿法纺丝和干法纺丝工艺路线,以上两种溶剂的使用各有优势,但当前国内的技术以白腊油为溶剂的工艺路线比较成熟,设施及操作也特别靠谱。同时,以白腊油为溶剂的工艺路线国际专利已过期,而以十氢化萘为溶剂的工艺路线仍波及到国际专利侵权问题。以白腊油为溶剂的工艺路线还分不同的工艺实行方式和不同的设施配置,最后形成的设施投资差距也比较大。4/4