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发布日期:2011-02-28 原文出自:亚通

转矩流变仪对UPVC干混料配方及工艺性能的评定

UPVC干混料配方中,除PVC树脂外,为了获得合适的工作及加工性能,需要配合各种成分,这些成份对干混料熔体的流变性有不同的影响,从而显著地影响物料最终的加工性能。在转矩流变仪的混炼器上测量干混料的流变曲线是了解配方中各组成成份对物料加工性能影响的有效方法。典型的UPVC流变曲线(力矩谱)以及物料状态与实际加工设备之间的关系如图1所示。

                                 

                                                图1 UPVC流变曲线及加工设备中的物料状态

 

利用混炼器可以有效完成塑化曲线的测量,实验方法如下,将混炼器加热到预定温度并充分稳定,例如185℃,称量一定量的被测物料,使其恰好能够充满混炼器腔体,启动混炼器,待转子转速稳定在设定值后,例如35rpm,迅速加入物料并用注塞压实,加料过程中要保证物料无泄漏。混炼器工作若干时间并记录实验曲线。最终获得图2所示的流变曲线。

                                  

                                                           2 UPVC流变曲线

 

UPVC配方中某成份改变?#20445;?#20250;使流变曲线发生变化。一些成份例如润滑剂比例改变,即使仅使流变曲线发生轻微的变化,?#19981;?#20005;重地影响物料在实际加工设备中的加工特性。这就要求对干混料进行重复性实验,以便正确分辨配方中成份改变引起的流变曲线的细小变化。

重复性主要取决于转矩测量的稳定性,以及物料实验环境的一致性,例如温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个被忽略的?#26041;冢?#22240;为每次实验物料加入混炼器都有一定的泄漏,实验表明只要有0.5g的重量差别就足以产生流变曲线的显著差别。物料实验环境的一致性要求混炼器具有良好的温控特性和加料口的密封性。这些是进行有效实验的根本保证。

3是具有不同配方成份的1#2#3#4#样品的流变曲线。

                                         
                                                            3 不同配方样品的流变曲线

相应的?#38382;?#22914;下表所示:

样品
最小转矩
塑化峰
平衡转矩
塑化时间
热稳定时间
主要成分
1#
19.5
25.8
18.6
32
503
100份基础料
2#
17.6
25.1
18.4
34
555
1#样品+0.05份PE蜡
3#
17.6
24.5
18.0
40
560
1#样品+0.08份PE蜡
4#
16.9
24.1
17.9
44
582
1#样品+0.16份PE蜡

       表中,转矩单位为Nm,时间单位为s。可见通过流变曲线可以清楚地分辨配方中PE蜡的微小变化而引起的流变性的变化,随着PE蜡含量的提高,物料的塑化峰及平衡转矩下降,而塑化时间和热稳定时间延长。这对细致地研究和深入理解配方中组份对物料加工性能的影响具有重要意义,从而可对配方进行更精确地设计
 
(研发部 陈建福)

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