Explanin View of Entanglement Explanation in View of Orientation 直结观点的解 口在体流动过程中,高分子链沿流动方向取向,精度反比于取向度 华程区保一中区做粉减环及建.防在华程不受, 口分子有足行高分子 发生变化 阳对流动阻力降低,发液粘座路切空速率端加而降餐 一一 9.3 Factors Influencing Temperature温度 Viscosity of Polymer 影响高分子的粘度的因素 然 >分子精端(保均分子量、分子置分布,长能支化度嗣 安条件生产工艺条):温、压力、切速度切应力 物料结构及成分配方分。料、款化 Activation ener Temperature温度 Temperature温度Actihation energy 黑器 ined main 高分子液体的流动单元是链段:特分群卖 链段体职大。粘流活化能较高 至更改变切变速率来改善流动 13 WLF equation wLF方w Pressure压力 C:+(7-T 温度和压力对MMA的粘明响 压力升高时,物料帖度上升 Explanation in View of Entanglement 链缠结观点的解释 在分子热运动的作用下,缠结点处于解体(breakup)‐重建(rebuilt)的动态平衡 整个熔体具有瞬变的空间网状结构,或称拟网状结构,粘度正比于缠结点数目 低剪切区(第一牛顿区):被剪切破坏的缠结来得及重建,缠结点密度不变,故粘度 不变 中等剪切区(假塑性区):缠结点破坏速度 > 重建速度,粘度下降 高剪切区(第二牛顿区):缠结点完全被破坏,来不及重建,粘度降低至最小值,不 再发生变化 Increasing shear rate makes disentangling faster than reentangling 结构 结来得及重建,缠 速度 > 重建速度,粘 完全被破坏,来不及 hear rate m Explanation in View of Orientation 取向观点的解释 在熔体流动过程中,高分子链沿流动方向取向,粘度反比于取向度 低剪切区(第一牛顿区):分子链构象变化慢,分子链有足够时间进行松弛,高分子 链的构象实际上不发生变化,粘度无明显变化 中等剪切区(假塑性区):取向占优势,高分子没有足够的时间进行充分松弛,使长 链大分子偏离原来的平衡构象 取向的大分子间相对流动阻力降低,表观粘度随切变速率增加而降低 高剪切区(第二牛顿区):高分子链取向达极限状态,取向度不再随切变速率增加而 变化,表观粘度又成为常数 分子链有足 变化 势,高分子没有足够 降低,表观粘度随 高分子链取向达极 为常数 影 响 因 素 分子结构(平均分子量、分子量分布、长链支化度等) 实验条件(生产工艺条件): 温度、压力、剪切速度或剪切应力 物料结构及成分(配方成分,如添料、软化剂等) 分子量、分子量分 件(生产工艺条件): 物料结构及成分(配 Temperature 温度 温度升高时,粘度下降 剪切变稀临界剪切速率升高 温度升高,分子热运动加剧, 分子间距增大,自由体积增多, 使链段易于活动,内摩擦减少, 粘度下降 下降 变稀临界剪切速 子间 使链段易 粘度下降 高分子的加工温度Tf ~ Td 在高分子加工中,温度是进行粘 度调节的重要手段 极性大、刚性大的高分子,一般 温度敏感性高 Activation energy Polymer E (kJ/mol) Polysiloxane聚二甲基硅氧烷 16.7 HDPE高密度聚乙烯 26.3‐29.2 LDPE低密度聚乙烯 48.8 PP聚丙烯 37.5‐41.7 BR聚丁二烯 19.6‐33.3 NR天然橡胶 33.3‐39.7 IR聚异丁烯 50‐62.5 PS聚苯乙烯 94.6‐104.2 P‐MS聚苯乙烯 133.3 PA聚酰胺 63.9 PET聚对苯二甲酸乙二酯 79.2 PC聚碳酸酯 108.3‐125 PVC‐U硬聚氯乙烯 147‐168 PVC‐P增塑聚氯乙烯 210‐315 PVAc聚醋酸乙烯酯 250 Cellulose纤维素醋酸酯 293.3 RT E A ln ln Arrhenius方程 适用范围:T >Tf 极 性 刚 性 Temperature 温度 般 NR IR聚异 PS聚苯 P‐MS 刚 PE 性 Activation energy 粘流活化能是描述粘‐温关系的物理量,反映粘度变化的温度敏感性,determined mainly by local chain segmental motion 表示流动单元(链段)用于克服位垒,由原位置跃迁到附近“空穴”所需最小能量 高分子液体的流动单元是链段。粘流活化能大小与分子链结构有关 (highly depending on chain structure and branching),而与总分子量关系不大 一般说来,分子链刚性大、极性强,或含有较大侧基,链段体积大,粘流活化能较高,如 PVC、PC、纤维素等 加工过程采用提高温度的方法来调节流动性 柔性较好的线形高分子,粘流活化能较低 加工过程,不能单靠提高温度,而要改变切变速率来改善流动性 Temperature 温度 置跃迁 链段。粘流活化能 nd branching),而 或含有较大侧基,链 方法来调节流动 粘流活化能较低 靠提高温度,而 WLF parameters Polymer C1 C2 Tg, K NR 16.7 53.6 200 IR 16.6 104 202 PS 14.5 50.4 373 PU 15.6 32.6 238 PEMA 17.6 65.5 335 Universal constants 17.44 51.6 g g T T C T T C T T g 2 1 log 适用范围:Tg~Tg+100 WLF equation WLF方程 ymer C1 NR 16 7 IR PS PU PEM U Pressure 压力 温度和压力对PMMA的粘度的影响 压力升高时,物料粘度上升 力对PMMA的粘度的 高时,物料粘