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,廣泛地應用于塑料原料、制品、石油化工等行業(yè)以及相關大專院校、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，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)表甚至會列出某些螺桿設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。
　　這是非常可惜的，因為這一數(shù)據(jù)對于擠出加工至關重要。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、設備設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情況以及它在應變下解開纏結的阻力相關。影響解開纏結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，很少或沒有分支結構，當施加很小的應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。現(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，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。
　　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商處獲得，而不需要再進行測試，因為材料供應商經(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，可事先獲得一些關于材料熔體強度的指示指標來預測操作條件，并進行必要的設備更換。當熔體強度發(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雜、更精密的設備。

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