科普!毛細(xì)管流變儀試驗(yàn)得到的相關(guān)數(shù)值分析
更新時(shí)間:2020-04-13 點(diǎn)擊次數(shù):2800
毛細(xì)管
流變儀測(cè)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(dòng)等比較接近加工過(guò)程的流變曲線和數(shù)據(jù),由于毛細(xì)管流變儀使用較少樣品進(jìn)行配方設(shè)計(jì),既能測(cè)試分析,又省時(shí)經(jīng)濟(jì),已在塑料加工性能研究、配方設(shè)計(jì)等方面起到了重要應(yīng)用。
毛細(xì)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(guò)程,測(cè)試物料由玻璃態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的動(dòng)態(tài)流變現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可獲得物料在某一溫度下,粘度和表觀切應(yīng)力隨剪切速率的變化曲線。同時(shí),計(jì)算機(jī)屏幕上會(huì)動(dòng)態(tài)顯示物料的溫度、表觀剪切速率、和表觀粘度動(dòng)態(tài)流變曲線。下面我們就來(lái)分析下它們之間的關(guān)系。
一、表觀粘度與溫度之間的關(guān)系
表觀粘度是剪切速率或溫度的函數(shù)。所以,只有剪切速率恒定時(shí),研究溫度對(duì)粘度的影響才有實(shí)際意義。一般來(lái)說(shuō),溫度升高,必然使得分子間的運(yùn)動(dòng)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(dǎo)致粘度降低,而溫度太低,熔體粘度大,流動(dòng)困難,成型性差,并且彈性大,也會(huì)影響制品的穩(wěn)定性。
二、表觀粘度與剪切速率的關(guān)系
毛細(xì)管流變儀測(cè)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(cè)定為牛頓流體;若粘度隨剪切速率的變化而變化,說(shuō)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(shù)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(duì)剪切速率(切應(yīng)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(duì)應(yīng)的粘流活化能。在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi),粘流活化能隨著剪切速率的增加而下降。這是因?yàn)橥獠考羟袘?yīng)力破壞了大分子之間纏結(jié)作用,使得鏈段活動(dòng)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(nèi)旋轉(zhuǎn)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(xiàn)為粘流活化能小。