(1)用粘度计测聚合物流体的粘度
有三种粘度计用于测量聚合物流体的剪切粘度,即落球粘度计,毛细管粘度计和转动粘度计。不同粘度计具有不同的施加剪切力的原理,因此具有不同的粘度(η)、剪切应力(στ)、剪切速率(γ)的计算方法。其中落球式粘度计,用来测低剪切速率下的剪切粘度值;毛细管粘度计可测较宽范围剪切速率和温度下的表观剪切粘度值、及相应的剪切应力和剪切速率值;转动粘度计又分为二类,即锥板粘度计和同轴圆筒转动粘度计。其中锥板粘度计可测牛顿流体及非牛顿流体的粘度值,同轴圆筒粘度计可测得剪切应力、剪切速率或相应剪切速率下的表观粘度值。 附带说明,聚合物流体的粘度值,是和流体的温度及剪切应力的大小相关的。
(2)用粘度计测聚合物流体的流变曲线
用毛细管粘度计和同轴圆筒转动粘度计测量恒定温度下,施加不同剪切应力(στ)时,流体中相应的剪切速率值(γ),并以剪切应力对数lgστ(纵坐标)-剪切速率对数lgγ(横坐标)作图,即为该聚合物流体在某温度下的流变曲线。
(3)工业用“熔融指数”的测定
工业上常用熔融指数来表征聚合物的加工性能,对熔融指数的测定是采用标准熔融指数仪,将聚合物完全熔融,然后在一定负荷下将聚合物熔体从具有固定直径,固定长度的毛细管中挤出,在10分钟内被挤出聚合物熔体的重量(克),为该高聚物的熔融指数。通常熔融指数仪的载荷为2.16kg,从毛细管尺寸可以计算出剪切应力为2×104Pa,聚合物熔体剪切速率值约在10-2-101的范围内。
(4)转矩流变仪测聚合物流体的流变性能
为了选择聚合物产品的加工条件,工业上常用转矩流变仪测定聚合物流体的流变性能,工业用转矩流变仪有Brabender(布拉班德)流变仪,Hake(哈克)流变仪等。这类仪器可以模拟高分子成型中真实过程的条件,因此常用来测定在加工过程中聚合物的流变特性,并据此来选择聚合物加工的最佳工艺。待测聚合物用转矩流变仪进行成型加工时,测定其流变仪的转矩值、物料温度值、熔体压力及工作时间等参数,可以画出被测聚合物“成型加工”时的转矩-时间曲线,温度-时间曲线,并可据此判断聚合物熔体的粘度变化情况(即转矩值变化情况),熔融过程中的能量消耗情况,熔融特性,热稳定时间及聚合物的分解特性等一系列工艺参数,从而为实地对该聚合物进行熔融加工提供必要的工艺数据。
(5)用流变仪研究成型加工条件(力、温度、时间等)对聚合物凝聚态结构的影响。
聚合物加工过程中外界条件的变化,必然影响到高分子的链运动,从而影响到聚合物凝聚态结构的形成。而聚合物凝聚态结构、形态不同,将大大影响高分子材料的性能。用流变仪比较不同成型条件(例剪切力大小、作用时间、作用方式、不同温度等),对形成的高分子材料中凝聚态结构、形态的影响及其相应力学性能的情况,可以使我们对改进聚合物成型技术得到启迪。 |