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科普!毛細管流變儀試驗得到的相關數值分析

更新時間:2020-04-13      點擊次數:2881
   毛細管流變儀測量一些物品流變行為,得到一系列剪切速率、粘度、不穩(wěn)定流動等比較接近加工過程的流變曲線和數據,由于毛細管流變儀使用較少樣品進行配方設計,既能測試分析,又省時經濟,已在塑料加工性能研究、配方設計等方面起到了重要應用。
  毛細管流變儀的工作原理是物料在溫度、壓力等因素的作用下,由粒狀(或粉狀)變成熔體的塑化過程,測試物料由玻璃態(tài)向粘流態(tài)轉變的動態(tài)流變現象。通過實驗可獲得物料在某一溫度下,粘度和表觀切應力隨剪切速率的變化曲線。同時,計算機屏幕上會動態(tài)顯示物料的溫度、表觀剪切速率、和表觀粘度動態(tài)流變曲線。下面我們就來分析下它們之間的關系。
  一、表觀粘度與溫度之間的關系
  表觀粘度是剪切速率或溫度的函數。所以,只有剪切速率恒定時,研究溫度對粘度的影響才有實際意義。一般來說,溫度升高,必然使得分子間的運動加快,從而使得分子鏈之間的纏繞降低,分子之間的距離增大,從而導致粘度降低,而溫度太低,熔體粘度大,流動困難,成型性差,并且彈性大,也會影響制品的穩(wěn)定性。
  二、表觀粘度與剪切速率的關系
  毛細管流變儀測定在某一特定溫度下的粘度值,若表觀粘度隨剪切速率的變化不變,則被測定為牛頓流體;若粘度隨剪切速率的變化而變化,說明這種流體是一種典型的非牛頓流體。一般情況下,在溫度和壓力一定的前提下,大多數材料熔體的粘度是隨著剪切速率的增加而下降的,但是不同的材料對剪切速率(切應力)的敏感程度是不一樣,但在剪切速率很低和很高的情況下,表觀粘度幾乎不隨剪切速率變化而變化。
  三、 表觀粘度與粘流活化能
  不同剪切速率所對應的粘流活化能。在實驗溫度范圍內,粘流活化能隨著剪切速率的增加而下降。這是因為外部剪切應力破壞了大分子之間纏結作用,使得鏈段活動范圍變大,分子間距離增大,分子間的作用力削弱,致使分子鏈內旋轉位壘較低,分子克服周圍分子的作用發(fā)生遷移所需的能量較少,表現為粘流活化能小。
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