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标题

剪切流动对iPP熔体黏度的影响

范文

王玉霖

摘要：在熔融加工温度下，采用高压毛细管流变仪测试聚丙烯熔体黏度，得到多组剪切速率、剪切应力与表观黏度对应的流变实验黏度数据。结果表明，聚丙烯熔体黏度随着剪切速率升高而降低，剪切应力随着剪切速率升高而升高，属于典型的剪切变稀型非牛顿流体。

关键词：黏度;流变性能;iPP;非牛顿流体;聚丙烯

聚丙烯，是由丙烯聚合制得的一种热塑性树脂，甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯（isotactic polypropylene），具有密度小（仅为0.89-0.91g/cm3）、价格低，优良的加工性能、电绝缘和化学性等成为应用广泛的通用塑料之一。聚合物的加工过程一般都是在粘流态进行的，当聚合物温度超过粘流温度时由高弹态转变为粘流态，[1]在外力作用下线型聚合物发生流动，其流变行为是聚合物分子运动的表现，反映了聚合物组成、分子量及其分布等结构特点，因此研究熔体的流变规律及其影响因素，对于较好的理解聚合物熔体黏度的变化特性与分子特点和加工条件之間的相互关系，对于合理确定成型工艺有着重要的指导意义。[2]

本文选用毛细管流变仪的优势在于：获得剪切速率范围宽（101～104S-1）、数据准确、熔体受到柱塞杆压力作用通过料筒由口模流出的形态与挤出和注射成型过程接近，是当前黏度测量技术成熟、已经发展成为材料加工工程用于表征高分子材料结构和性能、指导选材，确定加工成型工艺优先采用的一种测试仪器。

一、实验部分

（一）实验样品

等规聚丙烯（iPP）：F401，南京扬子石化。

（二）实验仪器

RH6000型毛细管流变仪：单料筒、直径20mm

口模直径1mm、长度30mm，德国高特福公司。

二、iPP流变实验黏度数据

准备实验：编辑参数文件，在测试文件中调入已编辑的参数文件开始升温至210℃、恒温30Min，加料采用二段压缩方式、即一边加料一边手动用压料杆压实固体物料，紧接着用手动模式控制柱塞杆把物料压实，避免挤出时产生气泡，熔融4 Min开始实验。

三、结论

当实验的剪切速率升高到20480 S-1时，熔体黏度由开始的2119.52 Pa.S下降到了15.90 Pa.S，由此表明聚丙烯熔体黏度随着剪切速率升高而降低，剪切应力随着剪切速率升高而升高，属于典型的剪切变稀型非牛顿流体。[3]

参考文献：

[1]马爱洁，杨晶晶，陈卫星.聚合物加工流变学基础[M].北京：化学工业出版社，2018.9.

[2]王松杰，陈静波，申长雨.塑料充模流动粘性模型研究[J].上海塑料，2004.22（3）：20-22.

[3]Ana Lúcia N.Silva，Marisa C.G.Rocha，Fernanda M.B.Coutinho.Study of rheological behavior of elastomer/polypropylene blends[J].Polymer Testing，2002，21（3）：289-293.

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