毛细管流变仪在聚合物拉伸流变行为研究中应用

聚合物熔体的流变行为同其加工过程中紧密相关，了解聚合物熔体的流变参数，对确定加工工艺条件，设计设备的？和参数和改善产品的质量非常重要。对于聚合物熔体，其稳态剪切流变行为在较宽的剪切速率范围内比较容易观测，但是对于拉伸流变行为（拉伸黏度、拉伸应力、熔体拉伸强度等）的测量则比较困难，而薄膜吹塑、流延、纺丝、中空吹塑成型等加工过程与聚合物熔体的拉伸流变行为密切相关。因此聚合物熔体拉伸流变行为的研究非常重要。

在研究聚合物流变性能的仪器中，毛细管流变仪有的优势，包括配备多种不同口模、可以实时进行Bagley校正，同时测量剪切黏度和拉伸黏度。

德国高特福（GOTTFERT）公司是世界上蕞早研究开发毛细管流变产品的厂家。其产品在功能、质量、可靠性及等诸多方面独蛅鳌头。目前，德国高特福产品遍布全国各地的各个领域，在中国石化、中国石油、德固赛、沙比克、帝斯曼、阿勒斯、拜耳、LG中国、东华大学、北京理工大学、上海博禄、华南理工大学、中国纺织科学研究院、北京化工研究院、中国商检等近二百家单位的数百台(套)设备发挥着重要作用。

以下是高特福（GOTTFERT）毛细管流变仪对不同配比的PP共混料进行拉伸流变性能的实验数据。

熔体强度曲线：

从图中可以看出，标记为蓝色的试样材料显示了最小 拉 伸 比, 即 熔 体 易 出 现“ 颈 缩", 熔 体 延 展 性 较 差, 很 容 易 发 生 熔 体 断裂, 而热成型、 吹膜成型和发泡等加工工艺中对熔 体 强 度 和 熔 体 的 延 展 性 要 求 均 较 高。而标记为黑色的试样材料在熔体强 度 和 熔 体 延 展 性 之 间 拥 有很好的平衡, 即在保持较高的熔体强度下, 仍具有很好的拉伸比

拉伸应力曲线

从图中可以看出，在拉伸比小于2 时，蓝色试样材料和紫色试样材料的熔体拉伸应力均比相同拉伸比下黑色试样材料要高, 说明熔体能承受外力的能力较显著。然而在较高拉伸比(大于2) 下, 蓝色试样材料和紫色试样材料均发生熔体断裂现象, 拉伸应力急剧下降, 而黑色试样材料随着拉伸比增加拉伸应力不断增大, 有较明显的“应力硬化"现象。

拉伸黏度曲线

从图中可以看出，蓝色试样材料和紫色试样材料在较低的拉伸应变速率下具有较高的拉伸黏度, 却不具备较好的熔体延展性, 而黑色试样材料在较高的拉伸应变速率下, 仍能保持较高的拉伸黏度, 该结果也与拉伸应力曲线有很好的一致性。

针对熔体拉伸流变实验，高特福（GOTTFERT）毛细管流变仪具有以下优势：

² 依据Wagner模型测量拉伸粘度

² 可用于几乎所有材料

² 无级变速范围 0-114 m/min (HAUL-OFF 0-2000 m/min)

² 线性或者支数加速度

² 力值测量范围为 0-2N，分辨率0.001N

² 自动的力值标定

² 牵引辊包括光滑表面或齿纹表面（辊子冷却为选配）

² 广泛应用于吹膜、纺丝、注塑、涂敷等工艺