聚乙烯在線粘度計聚合物溶液在線粘度

粘度聚乙烯加工性最重要的基本概念之一,是對流動性的定量表示,影響粘度的因素有熔體溫度、壓力、剪切速率以及相對分子質量等

(1)溫度的影響

由前面的分析已經知道,聚乙烯的粘度是剪切速率的函數,但是,聚乙烯的粘度同時也受到溫度的影響。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。一般說,聚乙烯熔體粘度的敏感性要比對剪切作用敏感強。研究表明,隨著溫度的升高,聚乙烯熔體的粘度呈指數函數方式下降。這是因為,溫度升高,必然使得分子間,分子鏈間的運動加快,從而使得聚乙烯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。易于成型,但制品收縮率大,還會引起分解,溫度太低,熔體粘度大,流動困難,成型性差,并且彈性大,也會使制品的形狀穩定性差。

但是不同的聚乙烯粘度對于溫度的程度不同。聚甲醛對溫度的變化最不敏感,其次是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯,最敏感的要數乙酸纖維素,表1中列出了一些常用聚乙烯對于溫度的敏感程度。非常敏感的聚乙烯,溫控十分重要,否則粘度較大變化,使操作不穩定,影響產品質量。

 

在實用中,對于溫度敏感性好的熔體,可以考慮在成型過程中提高聚乙烯的成型溫度來改善聚乙烯的流動性能,如PMMAPC、CA、PA。但是對于敏感性差的聚乙烯,提高溫度對于改善流動性能并不明顯,所以一般不采用提高溫度的辦法來改進其流動特性。如POMPEPP等非極性聚乙烯,即使溫度升幅度很大,粘度卻降低很小。還有,提高溫度必須受到一定條件的限制,就是成型溫度必須在聚乙烯允許的成型溫度范圍之內,否則,聚乙烯就會發生降解。成型設備損耗大,工作條件惡化,得不償失。利用活化能的大小來表達物料的粘度和溫度的關系,有定量意義。表2 為一些聚乙烯在低剪切速率下的活化能。

 

(2)壓力的影響

聚乙烯熔體內部的分子之間、分子鏈之間具有微小的空間,即所謂的自由體積。因此聚乙烯是可以壓縮的。注射過程中,聚乙烯受到的外部壓力最大可以達到幾十甚至幾百MPa 。在此壓力作用下,大分子之間的距離減小,鏈段活動范圍減小,分子間距離縮小,分子間的作用力增加,致使鏈間的錯動則更為困難,表現為整體粘度增大。

但是不同聚乙烯在同樣的壓力下,粘度的增大程度并不相同。聚苯乙烯(PS)對于壓力的敏感程度最高,即增加壓力時,粘度增加得很快。高密度聚乙烯與低密度聚乙烯相比,壓力對粘度的影響較小,聚丙烯受壓力的影響相當于中等程度的聚乙烯。

增加壓力引起粘度增加這一事實表明,單純通過增加壓力去提高聚乙烯熔體的流量是不恰當的。過高的壓力不僅不能明顯地改善流體的填充,而且由于粘度的增加,填充性能有時還會有下降的可能,不僅造成過多的功率損耗和過大的設備磨損,還會引起溢料和增加制品內應力等弊病。此外,壓力過高,還會出現制品變形等注塑缺陷,導致功率的過度消耗。但壓力過低則會造成缺料。

結合溫度對于粘度的影響可以發現,在聚乙烯的正常加工參數范圍內,增加壓力對聚乙烯熔體粘度的影響和降低溫度對于聚乙烯粘度的影響效果相似。例如對于很多聚乙烯,當壓力增加到100 MPa時,其粘度的變化相當于降低溫度30~50℃的作用。

(3)剪切速率的影響

隨著剪切速率的加大,聚乙烯的粘度一般降低。但在剪切速率很低和很高的情況下,粘度幾乎不隨剪切速率變化而變化。

在溫度和壓力一定前提下,不同聚乙烯粘度降低程度不相同。或者說,盡管大多數聚乙烯熔體的粘度是隨著剪切速率的增加而下降的,但是不同的聚乙烯對剪切速率(切應力)的敏感程度是不一樣的。

幾種常用聚乙烯的粘度對于剪切速率的敏感性如表4所示。

這一點對使用的啟示是:在一定的剪切速率范圍內,提高剪切速率會顯著降低聚乙烯的粘度,改善其流動性能。盡管如此,寧可選擇在熔體粘度對剪切速率不太敏感的范圍進行工藝調整,否則因為剪切速率的波動,會造成加工不穩定和聚乙烯制品質量上的缺陷。

(4)聚乙烯結構的影響

對于聚乙烯,在給定溫度下,隨著相對平均分子質量的增大,聚乙烯的粘度增大。相對分子質量越大,分子間作用力越強,于是粘度也高。

聚乙烯的相對分子質量越小,粘度對于剪切速率的依賴程度越小;分子量越大,粘度對于剪切速率的依賴程度越大。分子量分布寬的樹脂和雙峯分子量分布樹脂熔體粘度低和加工性優良。因為低分子量鏈部分有利于提高樹脂熔體流動性。

(5)低分子量添加劑的影響

低分子可降低大分子鏈間的作用力,起“潤滑”作用因而使熔體粘度減少,同時降低了粘流化溫度。如加入增塑劑和溶劑,使樹脂易于充模成型。

常用聚乙烯改進流動性能的方法

提高螺桿速度

選非結晶型牌號

提高溫度

HSHMPE纖維的溶解包括預溶脹和溶解兩個 過程,其最佳溶脹溫度與溶劑性質有關,且充分溶脹 需要一定時間。溶液粘度隨聚乙烯質量分數的提高 或溶液溫度的降低而升高,且溶液粘流活化能隨聚 乙烯質量分數的升高而升高。礦物油作為溶劑對 HSHMPE纖維的溶解性能比煤油好。聚乙烯凍膠纖維的萃取機理為纖維溶劑和萃取劑的雙擴散。 目前HSHMPE纖維制造中使用的溶劑主要有 石蠟油和十氫化萘兩種,分別構成濕法紡絲和干法 紡絲工藝路線,以上兩種溶劑的使用各有優勢,但目 前國內的技術以石蠟油為溶劑的工藝路線比較成 熟,設備及操作也非常可靠。同時,以石蠟油為溶劑的工藝路線國際專利已過期,而以十氫化萘為溶劑 的工藝路線仍涉及到國際專利侵權問題。以石蠟 油為溶劑的工藝路線還分不同的工藝實施方式和不 同的設備配置,最終形成的設備投資差距也比較大。

XL在線粘度計技術參數 SPECIFICATION

粘度指標 測量范圍 From 0 – 1cP to 0 – 10?9?cP over 10 models
測量時間 1 second
測量精度 1% of reading or +/- 1 digit
測量重復性 0.3% of reading or +/- 1 digit

溫度指標

標準 -50 °C to 150 °C
HT高溫性 -50 °C to 400 °C
高溫定制 Temperature greater than 150 / 400 °C to order*

壓力指標

標準 法蘭標準
高壓可定制 To order for extreme pressure *

過程連接

標準 法蘭,螺紋,咔咕,ll flanges, threads, clamps, hygienic
接口定制 Non-standard process connection to order *
電氣連接 信號線長度 As required – not affected by cable length up to 1000m
信號線類型 Any standard instrument cable
供電 VP Processor powered
危險區域 All instruments available for Ex Hazardous Area, explosive atmospheres
Ga Ex ia IIC T1…T6

結構

All welded, crevice-free

材質

表頭 SS316 ( EN 1.4401)
安裝接口 As Required
傳感器 SS316 ( EN 1.4401) and SS316L ( EN 1.4404) as standard
傳感器可選材質 Alloy C22 (EN 2.4602)
Alloy C276 (EN 2.4819)
S32750 Duplex Steel (EN 1.4410)
特殊材質 Non-standard materials to order *

表面處理

標準 N6 0.8 Ra
Finish Options Fluoropolymer
Electropolished
Electroplated
Special Finish Non-standard finish options and coatings to order *

防護等級

Standard IP67

軟件

ViscoLink data viewing and logging PC software

* 定制服務

Custom variations to instrument specification and dimensions routinely provided by our dedicated?Special Operations?division

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