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發布日期:2011-02-28 原文出自:亞通

轉矩流變儀對UPVC干混料配方及工藝性能的評定

UPVC干混料配方中,除PVC樹脂外,為了獲得合適的工作及加工性能,需要配合各種成分,這些成份對干混料熔體的流變性有不同的影響,從而顯著地影響物料最終的加工性能。在轉矩流變儀的混煉器上測量干混料的流變曲線是了解配方中各組成成份對物料加工性能影響的有效方法。典型的UPVC流變曲線(力矩譜)以及物料狀態與實際加工設備之間的關系如圖1所示。

                                 

                                                圖1 UPVC流變曲線及加工設備中的物料狀態

 

利用混煉器可以有效完成塑化曲線的測量,實驗方法如下,將混煉器加熱到預定溫度并充分穩定,例如185℃,稱量一定量的被測物料,使其恰好能夠充滿混煉器腔體,啟動混煉器,待轉子轉速穩定在設定值后,例如35rpm,迅速加入物料并用注塞壓實,加料過程中要保證物料無泄漏。混煉器工作若干時間并記錄實驗曲線。最終獲得圖2所示的流變曲線。

                                  

                                                           2 UPVC流變曲線

 

UPVC配方中某成份改變時,會使流變曲線發生變化。一些成份例如潤滑劑比例改變,即使僅使流變曲線發生輕微的變化,也會嚴重地影響物料在實際加工設備中的加工特性。這就要求對干混料進行重復性實驗,以便正確分辨配方中成份改變引起的流變曲線的細小變化。

重復性主要取決于轉矩測量的穩定性,以及物料實驗環境的一致性,例如溫度的一致性和物料重量的一致性。其中物料重量的一致性往往是一個被忽略的環節,因為每次實驗物料加入混煉器都有一定的泄漏,實驗表明只要有0.5g的重量差別就足以產生流變曲線的顯著差別。物料實驗環境的一致性要求混煉器具有良好的溫控特性和加料口的密封性。這些是進行有效實驗的根本保證。

3是具有不同配方成份的1#2#3#4#樣品的流變曲線。

                                         
                                                            3 不同配方樣品的流變曲線

相應的參數如下表所示:

樣品
最小轉矩
塑化峰
平衡轉矩
塑化時間
熱穩定時間
主要成分
1#
19.5
25.8
18.6
32
503
100份基礎料
2#
17.6
25.1
18.4
34
555
1#樣品+0.05份PE蠟
3#
17.6
24.5
18.0
40
560
1#樣品+0.08份PE蠟
4#
16.9
24.1
17.9
44
582
1#樣品+0.16份PE蠟

       表中,轉矩單位為Nm,時間單位為s。可見通過流變曲線可以清楚地分辨配方中PE蠟的微小變化而引起的流變性的變化,隨著PE蠟含量的提高,物料的塑化峰及平衡轉矩下降,而塑化時間和熱穩定時間延長。這對細致地研究和深入理解配方中組份對物料加工性能的影響具有重要意義,從而可對配方進行更精確地設計
 
(研發部 陳建福)

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