塑料工藝性能一般指塑料在成型加工過程中,對工藝過程的控制以致成品性能產(chǎn)生影響的著性能,如塑料的密度、熔點(diǎn)、吸水性、粘度、熱穩(wěn)定性等。
幾乎所有的聚合物的成型技術(shù),都是依靠外力作用,聚合物的流動(dòng)與變形來實(shí)現(xiàn)從聚合物原料或柸件到制品的轉(zhuǎn)變。如熱塑性塑料的滾壓、擠出、吹塑、注射、澆注、壓延等成型加工過程,都經(jīng)歷了高聚物首先被升溫熔融,然后流經(jīng)擠出機(jī),注射的流道等再成型。高聚物的流動(dòng)行為是高聚物分子運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn),反映了高聚物的組成、結(jié)構(gòu)、分子質(zhì)量及其分布等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。研究表明,高分子的流動(dòng)與小分子液體 相比具有明顯的不同,即高聚物熔體或溶液的流動(dòng)不但表現(xiàn)出黏性流動(dòng)的形變(不可逆形變),而且表現(xiàn)出彈性形變(可逆形變),也就是說我們所說的黏彈性。測試塑料工藝性能的目的是為了預(yù)測塑料在成型加工過程中的表現(xiàn),從而為成型工藝的優(yōu)化、產(chǎn)品性能的改進(jìn)提供依據(jù),為成型設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo),也為塑料原料生產(chǎn)廠實(shí)施產(chǎn)品質(zhì)量控制提供重要的依據(jù)。
由此需要進(jìn)行熱塑性塑料熔體流動(dòng)速率的測定 、塑料熔體留邊性能的測試、塑料加工性能的測試以及熱固性塑料流動(dòng)性能的測試。
熱塑性塑料熔體流動(dòng)速率作為熱塑性樹脂質(zhì)量控制和成型工藝條件選擇的依據(jù),用于判定熱塑性材料處于熔融狀態(tài)時(shí)的流動(dòng)性。一般來說,熔體流動(dòng)速率大,則表示流動(dòng)性好,成型時(shí)可選擇較低的壓力和溫度;相反,熔體流動(dòng)速率小則流動(dòng)性相對較差,成型時(shí)應(yīng)選擇較高的溫度和交大的壓力,以使塑料熔融能夠順利地流動(dòng)和成型。氮但是由于剪切的速度不同,塑料熔體流動(dòng)速率只能用于對聚合物熔體黏度分檔,而不可能獲得實(shí)際工藝性能中的許多信息。測試熱塑性塑料的熔體流動(dòng)速率按GB/T3682-2000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
毛細(xì)管流變儀是測試聚合物材料熔體流變性能的常用儀器之一。根據(jù)毛細(xì)管的長短,施加驅(qū)動(dòng)力的方式不同有很多種形式和型號(hào)的毛細(xì)管流變儀,其測試塑料流變性能是基于牛頓流體模型推導(dǎo)的,因此,在實(shí)際測量中應(yīng)進(jìn)行牛頓系數(shù)修正。使用擠出機(jī)毛細(xì)管流變儀及配套的測量軟件,可以測量和現(xiàn)實(shí)熱塑性塑料在各轉(zhuǎn)速下的壓力降、表觀剪切速率、剪切應(yīng)力、真實(shí)剪切速率、表觀粘度等參數(shù),從而作出相應(yīng)的曲線圖,根據(jù)公式計(jì)算出熔體容積流率Q,離模膨脹比B等,并可以觀察擠出物的外觀,判斷其塑化程度。
轉(zhuǎn)矩流變儀主要用于聚合物留邊性能的相對流量變測量,通過配置不同的密煉機(jī)或擠出機(jī),以及互換轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、螺桿數(shù)、螺桿結(jié)構(gòu)、擠出模具以及輔機(jī)間等各式各樣的組合,提供更接近于實(shí)際加工的動(dòng)態(tài)測量方法,試用于多種物料和不同階段存在不同的加工性能問題的試驗(yàn),在相對基礎(chǔ)上評價(jià)聚合物加工性能的各個(gè)方面。轉(zhuǎn)矩型流變儀的測試結(jié)果主要是以轉(zhuǎn)矩-溫度時(shí)間曲線,表觀黏度-剪切應(yīng)力(或剪切速率)曲線,來表征材料的熱穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性、流動(dòng)和塑化行為。
測試熱固性流動(dòng)性對知道熱固性塑料生產(chǎn),制定成型工藝參數(shù)和控制產(chǎn)品質(zhì)量都具有十分重要的意義。熱固性模塑料流動(dòng)性測試常用拉西格流動(dòng)試驗(yàn)法;熱固性液態(tài)樹脂一般測試其凝膠時(shí)間。
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