熔体强度
影响聚合物可发泡性的物性参数
熔体强度是影响聚合物可发泡性的重要物性参数。是指聚合物在熔融状态下支持自身质量的能力。
熔体强度(MS)
熔体强度是影响聚合物可发泡性的重要物性参数。是指聚合物在熔融状态下支持自身质量的能力. 高分子熔体强度(Melt Strength),有时也称为熔体弹性(Melt Elasticity),是工程上对高分子熔融伸长粘性(Elongational Viscosity)的大约量度,其与高分子的分子量(MW),分子量分布(MWD),枝链(Branching)多少/长短等有关。其实归根结底就是取决于高分子熔融状态下的纠缠度(Degree of Polymer Chain Entanglement at MelT),纠缠度高,熔体强度就高。所以可以通过枝链化或交联(Cross-linking)来提高高分子熔体强度。
一般来说,熔体强度高的产品比较适合挤出,熔体强度低的产品比较适合注塑;熔体强度和熔指在数值上是成相反方向的,也就是说熔体强度越高,熔指越低。但是是否适合挤出或注塑是没有明显区分的,和工艺条件有关。 还有,注塑的熔体强度体现在高剪切下的,因此这里还是需要注意的。 熔体强度不光和分子量有关,和分子中的支链的数量和长度关系很大。
有的时候可以用熔体黏度来表征熔体强度。
对于熔体强度的表征和计算有多种方法:
(1)使用熔体强度测试仪测量,测试仪是将聚合物熔体单轴拉伸,首先熔体从挤出机口模向下挤出,同时被装在平衡梁上的两个运动方向相反的棍子牵引。熔体束被拉伸时受的力是辊子均匀加速转动,直到熔体束断裂,此熔体束断裂所受的力定义为“熔体强度”。 (2)用流变拉伸仪确定,在一定温度下以某一加速度引出熔体线材,记录拉伸硬度值和引出速率。拉伸强度值可相对反映熔体强度的大小,该值越大,熔体强度越高。如线型PP的熔体线材的记录值为15cN和100mm/s,而间同立构PP(高熔体强度)为25cN和180 mm/s。
(3)通过熔体弹性表征,熔体弹性是聚合物的弹性回复性能的表现,熔体弹性与熔体强度之间有直接的关系。采用旋转流变仪在恒定剪切应力1000dyn/cm2(0.1kPa)下测量聚合物熔体的稳态柔量。如对于线性PP和枝化PP的稳态柔量是线性PP的2.5倍。枝化PP熔体弹性的提高改善了泡孔壁强度,并可防止泡孔合并。
(4)根据熔体流动速率(MFR)计算或定性分析,用熔体流动速率(MFR)测定仪和下式来计算熔体强度:
公式中,MS为熔体强度(Pa.s)
lΔ为挤出物直径减少50%时的挤出物长度(mm);r0为最初从
模口露出的挤出物半径(mm),可通过分别测量挤出物长度为1.59mm、6.35mm和12.70mm时的挤出物半径后外推得到;MFR230是由MFR测试仪测得的在230℃、负荷2.16kg下的MFR值(g/10min)。
参考资料
最新修订时间:2022-06-18 19:12
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