聚丙烯熔体熔体体积流动速率率能到1800g/10...

    上海巨为仪器是一家专业供应环境试验设备的国内合资企业,技术起源于台湾后延续至大陆。2007年巨为在上海成立,注册资金500万,巨为仪器旗下直属公司现有上海巨为仪器设备有限公司,浙江巨为仪器股份有限公司,上海恒朵仪器科技有限公司,股份公司有 创岑仪器设备(上海)有限公司,众技仪器设备(苏州)有限公司,在国内有多个生产基地。公司团体已形成研发,生产,销售,进出口贸易一体化。公司拥有一批专业技术人员,专业售后精英团队,售后遍及全国每个角落。公司上下全体一直致力于为客户提供优质的科技产品,热忱专业的技术服务。

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组合式/超低湿/复合式/等均温/标准型恒温恒湿试验箱系列产品;
复合式/盐干湿/二氧化硫气体/混合气体/酸性/中性/标准型腐蚀试验箱;
三箱式/移动式/液体式冷热冲击试验箱系列产品;
连接器专用恒温恒湿试验箱、插拔力试验机、温升试验机等
轨道交通行业专用快速温度变化试验箱、电磁振动试验台、冷热冲击试验箱等
汽车行业专用沙尘试验箱、淋雨试验箱、氙灯耐气候试验箱、紫外线老化试验箱等
塑料橡胶行业专用臭氧老化试验箱、换气老化试验箱等
包装产品专用模拟运输振动试验台、跌落试验台等
高度(HAST)/压力(PCT)/蒸气老化加速试验机系列产品
手机摄像头模组IC封装半导体行业专用百级无尘/无氧化/标准型精密烤箱系列产品
汽车总成,汽车空调行业专用脉冲试验台、压力交变试验台、爆破试验台,风量测试台等系列产品
燃气热水器行业专用计算机控制全自动管道爆破试验台等
饮水机机燃气热水器等行业专用步入式恒温恒湿试验室.

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剪切黏度在注射成型的填充和保压阶段对散热和分子取向具有很大的影响,因此在整个注射过程的流动分析期间是重要的考虑因素,散热和分子取向会影响最终部件的质量(强度和收缩水平等)。此外,尽管在流体流动期间体积黏度对可压缩性和波吸收的影响已经被大家认知了几十年,但是在流体模拟中(其中流体通常被认为是不可压缩的或无发散的)现在都忽略了该参数。然而,在注射成型的保压阶段,熔体的密度可能产生超过10%的变化,即,熔体事实上是可压缩且不发散的。因此,流动模拟中的体积黏度可能是一个十分重要的因素,不应该被忽略。 

       在几个先前的研究中,压力波的衰减已被用作尝试和测量流体(例如甲烷和水)的体积黏度。但是利用该方法,难以在注射成型的保压阶段测量聚合物熔体的体积黏度。因此,单轴压缩实验(参见图1)被开发了出来,用以测量几种类型的聚合物熔体的体积黏度并获得压力 - 体积温度曲线(PVT)。虽然该方法与保压阶段的实际熔体流动密切相关,但体积黏度对保压阶段各种参数(例如温度、应变速率和体积变化)的依赖性还未曾被研究。

图1  单轴压缩(Rosand RH7毛细管流变仪)的实验装置示意图。

在我们的工作中,我们使用类似的单轴压缩方法(实验设置如图1所示),以获得1100NK聚丙烯均聚物的体积黏度和PVT图。我们还开发了基于压缩变形、熔体温度和压缩速度的体积黏度矩阵模型,用于模拟注塑保压阶段。这三个参数,我们也在我们的实验中进行了测量,主要与体积黏度相关联。此外,我们使用Kelvin-Voight模型(即平行的弹簧和缓冲器)来确定材料的体积黏度。对于该计算,我们改变压缩变形(0-10%)、压缩速度(0.5-70mm /分钟)和熔体温度(190-210℃)。我们还使用相同的实验装置来测量聚丙烯的剪切黏度(遵循ASTM D1238标准程序)来与我们的体积黏度结果进行比较。

我们的实验结果(参见图2)显示体积黏度随着应变速率的增加(其与压缩速度成正比)而呈指数衰减。此外,我们发现这种衰减函数类似于先前测量的高密度和低密度聚乙烯的体积黏度。我们可以解释这些结果,因为随机卷曲的分子链在更高的压缩速度下在一个方向上变得更加取向,从而引起了分子的更多位移。由于体积黏度可以被认为是对体积压缩的抵抗力,因此增加的压缩速度也导致体积黏度的降低。相反,在较低的压缩速度下,无规卷曲的分子链具有更多的时间来重新缠结(因为范德华相互作用力),而不是指向一个特定方向。因此,分子的运动具有更大的阻力(由压缩引起),并且体积黏度增加。

图2  在(a)190℃和(b)205℃的熔体温度下,对于不同水平的压缩变形(1-10%),实验测量聚丙烯的体积黏度作为应变速率的函数。

我们还发现熔体温度对丙烯本体黏度的影响与应变速率的影响相似,即,我们在较高温度下测量到较低的体积黏度值(参见图2)。熔融温度的增加引起分子结构的膨胀,从而扩大了分子在压缩期间可占据的自由间隙空间。因此,分子可以更容易地位移,并且减小对体积变化的抵抗力。然而,我们的结果表明,体积黏度随着压缩变形水平的增加而增加(参见图2)。这是因为高压缩变形减小了分子之间的间隙空间,并且具有与增加熔体温度相反的效果。最后,我们从我们的实验中观察到,熔体压力与压缩变形成比例地增加,参见图3(a),因此增加的熔体压力产生了与体积黏度的压缩变形相似的趋势,参见图3(b)。

图3  (a)对于不同的压缩速度(0.5-70mm / min),测量聚丙烯熔体压力作为压缩变形(k%)的函数; (b)在205℃的熔体温度下,熔体的体积黏度作为压力的函数(对于不同的压缩速度)。

基于我们测量的压缩变形、应变速率和熔体温度的黏度依赖性,我们开发了用于模拟注塑保压阶段的经验体积黏度模型。特别地,我们使用该矩阵模型来定义了体积黏度与各种感兴趣的参数的关系(参见图4)。通过线性内插矩阵数据,我们可以因此获得在实验参数范围内的体积黏度。此外,由于体积黏度随应变速率呈指数衰减,当它位于我们的矩阵模型范围之外时,通过从指数函数外推,也可以确定体积黏度。

图4  聚丙烯的体积黏度矩阵模型(在205℃的熔融温度下作为应变速率和的压缩变形的函数)。

总的来说,我们使用单轴压缩方法来研究了聚丙烯的体积黏度。在宏观尺度上,我们发现体积黏度取决于压缩变形、应变速率和熔体温度。具体来说,体积黏度随着压缩变形增加而增加,但随着应变速率和熔体温度的增加而降低。我们可以在微观尺度解释这些结果,并且确定体积黏度涉及分子占据自由间隙空间的能力。我们的结果还表明,体积黏度的量值显著大于相同材料的剪切黏度(大约105倍)。因此,我们认为,当模拟注塑成型工艺的保压阶段时(散热的主要额外原因),应更加注意熔体的体积黏度。在我们研究的下一阶段,我们将使用数值模拟来研究在注塑保压阶段体积黏度对熔体流动的影响。

机台型号:TH6018熔体流动速率仪

一.熔体流动速率仪概述


熔体流动速率仪
是用来测定各种高聚物在粘流状态时的熔体流动速率,在一定的
温度和负荷下,熔体每10min通过标准口模的质量或体积,用MFR或MVR来表示,它
既适用于熔融温度较高的聚碳酸脂、聚芳砜、氟塑料、尼龙等工程塑料,也适用于
聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS树脂、聚甲醛树脂等熔融温度较低的塑料测试,
广泛应用于塑料生产、塑料制品、石油化工等行业及有关院校、科研单位和商检部
门。符合GB/T3682《热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定》
及ISO1133等标准的要求。

二.熔体流动速率仪
技术规格
1、温度范围:0℃--300℃
2、温度波动:±0.5℃
3、温度显示分辨率:0.1℃

参考资料

 

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