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熔体流变仪常用技术

熔体流变仪常用技术

毛细管流变仪中的毛细管模具

Azadeh Farahanchi,流变学科学家,博士

05.21.2018

毛细管流变仪是研究高分子材料在典型加工条件下的流动行为和流变特性最常用的熔体流变仪技术之一。在这个测试方法中,熔融的聚合物样品被强制通过一个可互换的毛细管模具通过活塞。活塞以不同的速度向下运动,并对材料施加力。在每一个特定的活塞速度下,流变仪根据毛细管模具几何形状计算剪切速率。因此,对于操作者来说,重要的是使用适当类型的模具,为任何特定的材料或应用提供所需的测试条件。

丹尼斯克提供不同直径,长度和入口角度的各种类型的毛细模具。每个模具都有一个特定的零件号,如下所示,其中指的是入口角度,是模具直径(英寸)乘以103,是模具长径比。每个模具的零件号可以在该模具的边缘找到(下图)

来自dyinco的毛细管模具的零件号
图1所示。来自dyinco的毛细管模具的零件号。

死进入角

入口角对熔体在毛细管模具入口处的流动形态有影响。低进口角的模具减少了再循环角涡的形成,减少了模具进口处的不稳定流动和能量消耗。低角度有利于剪切流动,减少聚合物熔体的弹性变形。dyisco提供了60°(W)、90°(Y)、120°(X)和180°(Z)的毛细管模具,图2显示了三种不同的入口角。

毛细管模具与各种进口角度从丹尼斯克图2。毛细管模具与各种进口角度从丹尼斯克。

模具长度

较长的模具由于入口压降而产生的误差较少。换句话说,随着模具长度的增加,毛细模具内部相对于入口区域的充分发展的流动比例增加。原因是粘弹性聚合物熔体表现出时间依赖性。由于聚合物熔体在模具内停留的时间更长(使用更长的模具),材料锻造弹性变形应用于模具的入口。建议使用长模(L >15 mm)来测量剪切粘度。然而,短模(L<15mm);建议用于测量弹性性能(如模具膨胀率、壁滑移速度等)。图3显示了三个不同长度的模具。

各种长度的模具从丹尼斯克
图3。各种长度的模具从丹尼斯克。

死的直径

模具直径对流变仪中剪切速率的适用范围有影响。dyisco提供直径从0.3 mm到3.00 mm的毛细管模具,使流变仪产生的剪切速率从0.02 1/s到277000 1/s。通常,直径为0.75-1.5 mm的毛细管模具提供与挤压或注射成型过程相匹配的剪切速率。直径较大的模具产生较低的剪切速率,减少进口压降、滑移、拉伸变形和模具膨胀。图4显示了两个不同直径的模具。

来自丹尼斯克的各种直径的模具
图4。来自丹尼斯克的各种直径的模具。

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