高壓流體黏度測試裝置的設計及聚合物熔體黏度壓力敏感性實驗研究.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)受到越來越多的重視。在前人對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，關于壓力對聚合物熔體黏度影響的研究較少。
　　本文設計了一種高壓流體黏度測試裝置，測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。分析了分子結構、剪切速率、

2、溫度對黏度壓力敏感性的影響機理。利用恒剪切速率法、恒剪切應力法、疊加法計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。使用自行設計的拉伸混合器制備了PP\Nano-CaCO3復合材料，并利用恒剪切速率法、恒剪切應力法計算了PP\Nano-CaCO3的黏度壓力敏感性系數(shù)。
　　高壓流體黏度測試裝置具有多階分壓式口模組件，實驗發(fā)現(xiàn)該口模組件能夠達到很好的增壓與分壓效果。一次測試能夠得到三個不同壓力下的黏度，能夠直觀的觀

3、察聚合物熔體的黏度壓力依存性，并且提高了實驗效率。
　　利用三種方法分別計算了LDPE、PP、PS的黏度壓力敏感性系數(shù)。實驗表明三種材料的壓力敏感性關系為P S＞PP＞LDPE;分子剛性越強，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;利用恒剪切應力法計算得出的黏度壓力敏感性系數(shù)βσ為恒定值;利用疊加法計算的黏度壓力敏感性系數(shù)βθ與上述兩種

4、方法計算的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PP\Nano-CaCO3復合材料進行了拉伸混合。當拉伸間隙h=1000μm時，Nano-CaCO3在PP中分散效果最好。計算了PP\Nano-CaCO3復合材料的黏度壓力敏感性系數(shù)，實驗發(fā)現(xiàn)隨著Nano-CaCO3質量分數(shù)的增加，填充體系的黏度壓力敏感性下降。當Nano-CaCO3填充質量分數(shù)較低時(5％)填充體系的黏度壓力敏感性