熔體流動速率儀，熔融指數(shù)儀的溶體強度

　　熔體流動速率儀，熔融指數(shù)儀的溶體強度，熔體流動速率儀又稱熔融指數(shù)儀，是專門用來測定聚烯烴在粘流狀態(tài)時熔體流動速率測定熱塑性樹脂的熔體質(zhì)量流動速率（MFR）、熔體體積流動速率（MVR）和熔體密度，它不僅適用于熔融溫度較高的聚碳酸酯、尼龍、氟塑料、聚芳砜等工程塑料,也適用于聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS樹脂、聚甲醛樹脂等熔融溫度較低的塑料測試,廣泛地應(yīng)用于塑料原料、制品、石油化工等行業(yè)以及相關(guān)大專院校、科研單位和商檢部門。

　　聚合物的熔體強度對于所有的擠出加工工藝都是非常重要的指標(biāo)，但是這一性能通常并不反映在數(shù)據(jù)表中，加工商不得不自己來確定熔體強度。本文不僅重新定義了熔體強度，還介紹了一種測量熔體強度的常用方法。
　　對于擠出級聚合物，有一個重要數(shù)據(jù)幾乎從來沒有在數(shù)據(jù)表中反映出來。規(guī)格說明書通常會顯示固體聚合物的固體密度、熔體流動以及各種物理性能。不少數(shù)據(jù)表甚至?xí)谐瞿承┞輻U設(shè)計和冷卻所需的熱性能，但是對于聚合物的熔體強度這一性能指標(biāo)通常卻并不表現(xiàn)在數(shù)據(jù)表中，雖然幾乎所有的擠出工藝都在一定程度上依賴于這一性能。
　　這是非?？上У?，因為這一數(shù)據(jù)對于擠出加工至關(guān)重要。對于片材擠出，熔體強度會影響從模頭到輥的牽伸和熔垂。對于薄膜擠出，熔體強度影響膜泡的穩(wěn)定性以及沿機器方向和橫向方向（MD，TD）拉伸薄膜的均衡性。對于吹塑成型，熔體強度可通過影響型坯下垂來控制壁厚。對于管材和型材擠出，熔體強度影響取向和同心度。此外，熔體強度還影響擠出涂層中的牽伸。甚至在共擠應(yīng)用中，熔體強度的相對平衡還有助于實現(xiàn)界面的穩(wěn)定性。
　　問題是，加工商通常不得不自己來確定熔體強度，并嘗試通過調(diào)整熔融溫度、擠出速率、設(shè)備設(shè)計和聚合物在承受張力或處于無支撐狀態(tài)時的時間間隔對熔體強度進行補償。而這通常需要花費時間和精力進行不斷摸索，而且往往需要更換重要設(shè)備，代價也非常大。
　　熔體強度可以被描述為聚合物熔體抵抗拉伸的阻力大小。一種材料的熔體強度通常與該聚合物的分子鏈纏結(jié)情況以及它在應(yīng)變下解開纏結(jié)的阻力相關(guān)。影響解開纏結(jié)阻力的聚合物性能是分子量、分子量分布（MWD）和分子支化程度。隨著每個性能的增加，熔體強度在低剪切速率下也相應(yīng)越高。

　　熔體流動速率儀，熔融指數(shù)儀的溶體強度
　　在保持聚合物加工性能的條件下，支化程度和MWD對熔體強度的作用最顯著。支化聚合物（或者帶有較大比例的長分子鏈）通常需要更大的應(yīng)變來解纏分子，以使它們獲得更好的流動性。線性聚合物是簡單的長鏈聚合物，很少或沒有分支結(jié)構(gòu)，當(dāng)施加很小的應(yīng)變時就能被很容易地解開。
　　交聯(lián)聚合物與支化聚合物類似?，F(xiàn)在市面上有很多添加劑，可用于交聯(lián)線性聚合物，以提高熔體強度。此外，現(xiàn)代聚合技術(shù)也可以使一些不易被支化的聚合物支化。
　　熔體強度還與聚合物的拉伸黏度有關(guān)，后者通常可以通過會聚流動流變測定法來確定。但是，這兩者并不總是成正比關(guān)系，因此不能單純地用拉伸黏度來描述熔體強度。實際上，熔體強度與傳統(tǒng)的剪切黏度測量值的關(guān)系并不是我們想象中的那么密切，也就是說，熔體流動/熔融指數(shù)測量值并不是熔體強度的重要指示指標(biāo)。
　　鑒于熔體強度對于實際擠出生產(chǎn)的重要性，目前已經(jīng)開發(fā)出了很多測量熔體強度的方法。其中一種主要的方法是Goettfert Rheotens裝置，該裝置預(yù)留了一個向下擠出的孔口，熔融擠出物或纖維束可以從兩個動力輥之間被拉出。當(dāng)輥的速度增加時，纖維束中會產(chǎn)生張力，并被Rheotens裝置精確測定出來。根據(jù)振動流變儀的測量結(jié)果，可以通過損耗模量（G〃）曲線和儲能模量（G′）曲線的交叉點來估算熔體強度。
　　目前，振動流變儀已被廣泛用于聚合物的表征中。其數(shù)據(jù)往往可以直接從供應(yīng)商處獲得，而不需要再進行測試，因為材料供應(yīng)商經(jīng)常使用流變儀進行內(nèi)部質(zhì)量控制。這些信息會直接在圖中顯示出來：G〃線與G′線的交叉點越低，通常熔體強度越大。
　　對于頻繁更換聚合物的擠出加工商，可事先獲得一些關(guān)于材料熔體強度的指示指標(biāo)來預(yù)測操作條件，并進行必要的設(shè)備更換。當(dāng)熔體強度發(fā)生改變時，通常需要更換模頭，對牽伸差異進行補償。對于熔體強度的其他影響，有時還需要更換更復(fù)雜、更精密的設(shè)備。

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