王玉霖

摘 要：在熔融加工溫度下，采用高壓毛細(xì)管流變儀測試聚丙烯熔體黏度，得到多組剪切速率、剪切應(yīng)力與表觀黏度對(duì)應(yīng)的流變實(shí)驗(yàn)黏度數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，聚丙烯熔體黏度隨著剪切速率升高而降低，剪切應(yīng)力隨著剪切速率升高而升高，屬于典型的剪切變稀型非牛頓流體。

關(guān)鍵詞：黏度;流變性能;iPP;非牛頓流體;聚丙烯

聚丙烯，是由丙烯聚合制得的一種熱塑性樹脂，甲基排列在分子主鏈的同一側(cè)稱等規(guī)聚丙烯（isotactic polypropylene），具有密度小（僅為0.89-0.91g/cm3）、價(jià)格低，優(yōu)良的加工性能、電絕緣和化學(xué)性等成為應(yīng)用廣泛的通用塑料之一。聚合物的加工過程一般都是在粘流態(tài)進(jìn)行的，當(dāng)聚合物溫度超過粘流溫度時(shí)由高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，[1]在外力作用下線型聚合物發(fā)生流動(dòng)，其流變行為是聚合物分子運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，反映了聚合物組成、分子量及其分布等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此研究熔體的流變規(guī)律及其影響因素，對(duì)于較好的理解聚合物熔體黏度的變化特性與分子特點(diǎn)和加工條件之間的相互關(guān)系，對(duì)于合理確定成型工藝有著重要的指導(dǎo)意義。[2]

本文選用毛細(xì)管流變儀的優(yōu)勢(shì)在于：獲得剪切速率范圍寬（101～104S-1）、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、熔體受到柱塞桿壓力作用通過料筒由口模流出的形態(tài)與擠出和注射成型過程接近，是當(dāng)前黏度測量技術(shù)成熟、已經(jīng)發(fā)展成為材料加工工程用于表征高分子材料結(jié)構(gòu)和性能、指導(dǎo)選材，確定加工成型工藝優(yōu)先采用的一種測試儀器。

一、實(shí)驗(yàn)部分

（一）實(shí)驗(yàn)樣品

等規(guī)聚丙烯（iPP）：F401，南京揚(yáng)子石化。

（二）實(shí)驗(yàn)儀器

RH6000型毛細(xì)管流變儀：單料筒、直徑20mm

口模直徑1mm、長度30mm，德國高特福公司。

二、iPP流變實(shí)驗(yàn)黏度數(shù)據(jù)

準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)：編輯參數(shù)文件，在測試文件中調(diào)入已編輯的參數(shù)文件開始升溫至210℃、恒溫30Min，加料采用二段壓縮方式、即一邊加料一邊手動(dòng)用壓料桿壓實(shí)固體物料，緊接著用手動(dòng)模式控制柱塞桿把物料壓實(shí)，避免擠出時(shí)產(chǎn)生氣泡，熔融4 Min開始實(shí)驗(yàn)。

三、結(jié)論

當(dāng)實(shí)驗(yàn)的剪切速率升高到20480 S-1時(shí)，熔體黏度由開始的2119.52 Pa.S下降到了15.90 Pa.S，由此表明聚丙烯熔體黏度隨著剪切速率升高而降低，剪切應(yīng)力隨著剪切速率升高而升高，屬于典型的剪切變稀型非牛頓流體。[3]

參考文獻(xiàn)：

[1]馬愛潔，楊晶晶，陳衛(wèi)星.聚合物加工流變學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2018.9.

[2]王松杰，陳靜波，申長雨.塑料充模流動(dòng)粘性模型研究[J].上海塑料，2004.22（3）：20-22.

[3]Ana Lúcia N.Silva，Marisa C.G.Rocha，F(xiàn)ernanda M.B.Coutinho.Study of rheological behavior of elastomer/polypropylene blends[J].Polymer Testing，2002，21（3）：289-293.