聚合物流体拉伸流变测量技术的进展

介绍了近年来应用较广的4种聚合物流体拉伸流变测量技术:Meissner拉伸流变技术(RME)、改进旋转流变技术(MRR)、纤维撕扯流变技术(FSR)、Sentmanat拉伸流变技术(SER),分析和总结了它们的结构原理、发展趋势和应用中存在的问题。

驱油用聚合物溶液的拉伸流变性能

测试不同类型聚合物在不同质量浓度、不同盐度条件下拉伸流变性能.结果表明:随着聚合物溶液质量浓度的增大其拉伸黏度也增大,随着溶液中NaCl盐度增加而拉伸黏度减小,但不同类型聚合物拉伸黏度受质量浓度和盐度影响的强弱不同.通过对聚合物拉伸流变性能的测试,可以分析溶液中聚合物分子的存在状态及作用机理,进而指导油田用聚合物的筛选、质量控制及配方设计等;聚合物溶液在长细管岩心中的渗流运移规律明显不同,拉伸流变性能对于聚合物溶液在地层中的渗流运移特性起重要作用.

聚丙烯熔体拉伸流变行为的研究

采用双料筒毛细管流变仪,对两种不同摩尔质量的等规聚丙烯的剪切及拉伸流变行为进行了研究,并采用Cogswell方法计算了熔体的拉伸强度。结果表明:聚丙烯为假塑性流体,随着剪切速率的增加,熔体的表观剪切黏度下降,呈现出假塑性流体典型的“剪切变稀”行为。在相同的温度和剪切速率下,平均摩尔质量较小、分布较宽的聚丙烯的表观剪切黏度及拉伸黏度均较小,但熔体的拉伸强度较大,意味着其具有较好的流动性能,并具有较高的可拉伸性,可以达到较大的拉伸比。

辐照改性制备长支链型高熔体强度聚丙烯流变性能(Ⅱ)拉伸流变

通过辐照法制备了长支链型高熔体强度聚丙烯(LCB-HMSPP),采用Rheotens熔体拉伸流变仪研究了辐照改性PP的熔体强度和拉伸流变行为,讨论了敏化剂含量、辐照剂量、高分子量物质和温度对PP拉伸流变行为的影响。研究结果表明PP的熔体强度、拉伸应力、拉伸黏度等拉伸流变物理量随敏化剂增加而显著增强,并随辐照剂量呈先上升后下降的趋势,辐照剂量为5kGy时,熔体强度和拉伸黏度到达最大。添加极少量高分子量物质(UHMWPE)也能有效提高PP的熔体强度。LCB-HMSPP的熔体强度活化能显著降低,熔体强度温度敏感性下降,可在较宽的温度范围内表现出较高的熔体强度。

共聚聚丙烯拉伸流变性能研究

采用双螺杆挤出方法,将3种共聚聚丙烯(PP)基料PPB,PPR和PPB-G按照不同配比进行共混。利用拉伸流变仪,研究了3种不同PP树脂的熔体强度和拉伸流变行为。通过与小中空制品聚乙烯专用料HHM5502对比,讨论了3种基料的熔体拉伸流变特征。结果表明:当PPB,PPR,PPB-G质量比分别为40∶20∶40和40∶35∶25时,可以得到同时具备高熔体强度和高熔体延展性的PP树脂,二者的熔体强度均大于0.17 N,熔体可拉伸比也均超过了5。

辐照改性聚丙烯拉伸流变行为及其挤出发泡的研究

通过在线形聚丙烯中加入双官能团丙烯酸酯类单体,经小剂量γ射线高能辐照,制备了高熔体强度聚丙烯,研究了其拉伸流变行为及其在挤出发泡方面的应用。Rheotens拉伸流变测试表明,辐照改性后由于形成了长支化分子结构,聚丙烯的熔体强度、拉伸黏度显著提高,具有明显的应变硬化特征。实验表明,ZnO可明显降低AC发泡剂分解温度,缓和分解放热;在辐照改性制备的高熔体强度聚丙烯中加入AC／ZnO复合发泡剂,可挤出发泡得到泡孔尺寸较为均一、分布均匀、具有闭孔结构的发泡材料。

低熔指PE粉拉伸流变加工特性与制品性能分析

利用拉伸流变挤出机研究了低熔指PE粉挤出造粒和直接挤出吹膜的特性。采用凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振、动态流变等方法,分析了低熔指PE粉经拉伸流变挤出造粒前后结构与性能的变化,并与双螺杆挤出机进行对比,了解了拉伸流变挤出技术在挤出能力、加工性能、制备原料性能等方面的优势。结果表明,转子直径为40 mm的拉伸流变挤出机最大挤出能力为67 kg/h,与直径相同的双螺杆相比,提高了190%;造粒后树脂的重均分子量均有下降,采用拉伸流变挤出造粒、螺杆造粒得到的树脂的重均分子量分别下降了7.8%、23.8%。利用拉伸流变挤出机对低熔指PE粉直接吹膜,成功制备2种不同型号的低熔指PE薄膜,其落镖冲击强度分别能达到240和137 g,综合性能较好。

耐高温相变蜡/聚丙烯功能粒子的拉伸流变性能

为探究耐高温相变蜡(PC-WAX)改性聚丙烯(PP)的可纺性和加工性能,采用双螺杆挤出机熔融共混制备PC-WAX/PP共混物,借助双柱毛细管流变仪和Haul-off牵伸装置对PC-WAX/PP功能粒子的拉伸流变性能及热稳定性进行测试分析。结果表明:PC-WAX/PP试样为拉伸变稀型流体。试样拉伸应力与拉伸黏度随温度的升高而降低;增大拉伸应变速率有利于降低试样的拉伸黏度与拉伸流动活化能;PC-WAX会减弱试样的流动阻力,试样的拉伸应力、拉伸黏度与拉伸流动活化能随着添加剂含量的增大而减小,在180℃,52.62 s^-1的拉伸应变速率下,20%质量分数PC-WAX/PP试样的拉伸应力、拉伸黏度与拉伸流动活化能较纯PP分别下降了60.9%、48.2%与20.6%。PC-WAX的加入对PP的热稳定性没有影响,但会使得PP的拉伸比与熔体强度发生一定程度的下降。实验结果对相变功能改性聚丙烯的熔体纺丝工艺制定和优化具有一定的参考价值。

基于拉伸流变挤出的马来酸酐接枝聚丙烯性能

使用新型的拉伸流变挤出机制备聚丙烯马来酸酐接枝物(PP-g-MAH)。相比于传统双螺杆挤出,基于拉伸流变挤出的PP-g-MAH具有较稳定的单体接枝率(相对接枝率在6%~7%),受设备参数影响较小,单体残留率较低。拉伸流场对聚丙烯(PP)分子链降解程度较低,分别测定了拉伸流场和剪切流场下,不同转速对PP-g-MAH的接枝率/熔体流动速率(G/M)比值的影响,发现前者的产物的G/M比值随转速增加而增加,表明拉伸流场对PP分子链降解程度较低。在PP-g-MAH相对接枝率均为6%的条件下,利用拉伸流变挤出制备的PP-g-MAH的拉伸强度比双螺杆挤出产物高25%。分别和PP以不同比例共混,前者挤出的PP共混物的冲击强度比双螺杆挤出的高11%~35%。

聚合物分子稀溶液在拉伸流中的Brown动力学模拟

近年来,Brown动力学模拟方法作为研究聚合物分子流变学及动力学性质的一种有力工具,受到广泛关注。文章简要介绍聚合物分子稀溶液在拉伸流中的Brown动力学模拟的研究方法,包括聚合物分子的力学模型及模拟的基本方法;总结和分析近20年来哑铃模型、珠杆链模型以及珠簧链模型在拉伸流中的Brown动力学模拟的有关研究工作的进展。最后展望了未来研究工作的主要方向及关注重点。

聚乙烯树脂熔体拉伸流变性能研究

选取了3种不同分子链结构的聚乙烯树脂,采用SER(sentmanat extensional rheometer)夹具旋转流变仪、熔体拉伸流变仪分别研究了其熔体瞬态拉伸黏度、熔体拉伸强度和拉伸黏度等流变性能。结果表明,随Hencky形变的增大,高密度聚乙烯(PE-HD)100N的熔体瞬态拉伸黏度的增长趋势逐渐放缓;低密度聚乙烯(PE-LD)2420F出现明显的拉伸硬化现象,熔体瞬态拉伸黏度急剧增大;线形低密度聚乙烯(PE-LLD)7050熔体拉伸黏度较低,迅速形成平台后开始减小;3个样品中100N的熔体强度和拉伸黏度均高于2420F和7050,7050最低。

体积拉伸流变挤出机制备PLA/ABS复合材料及其结构性能研究

选取聚乳酸(PLA)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)为研究对象,利用体积拉伸流变挤出机对其进行熔融共混制得了不同配比的PLA/ABS合金。通过力学性能测试分析、微观形貌分析(SEM)、热性能分析(DSC、TG、DTG)、热机械性能分析(DMA)等手段来研究拉伸流场作用对不同配比PLA/ABS合金的微观结构和性能的影响。结果表明,随着合金中ABS的增多,合金的断裂伸长率和冲击强度均出现先增大后减小再增大趋势;SEM表明拉伸流场作用对两相的分散比较均匀,随着ABS的增多依次出现"海-岛"结构、连续相结构、发生相转变并再次出现"海-岛"结构;DSC表明不同配比的PLA/ABS较纯的PLA的冷结晶温度(Tc)显著降低,且随着ABS的增多对应的冷结晶焓逐渐减小,ABS的加入增大了PLA的结晶度且增大幅度先增大后减小;热稳定性分析表明ABS的加入一定程度上增加了合金的耐热性;DMA表明随着ABS含量的增多合金中两相的相容性先由好变差再变好,其中PLA/ABS(30/70)配比的相容性最差。

高分子材料体积拉伸流变加工技术进展

高分子材料加工产业对加工过程高效、环保、低能耗的发展需求,推动着聚合物塑化输运方法与原理的不断创新。在高分子材料电磁动态塑化加工成型方法的基础上,进一步提出了基于体积拉伸流变的高分子材料加工成型方法与技术。详细介绍了体积拉伸形变支配的叶片塑化输运设备和偏心转子塑化输运设备的基本结构与工作原理,并阐述了两者在高分子材料加工中的应用优势。研究结果表明,与传统螺杆式塑化输运技术相比,体积拉伸流变塑化输运技术具有缩短加工热历程、混炼效果好、制品性能优良、对物料适应性广等显著优势。高分子材料在加工领域新技术的发展,为开发新型塑料产品、提高产品性能并降低产品成本开拓了广阔的空间。

聚丙烯基共混体系拉伸流变配方设计

研究了具有不同主链结构的聚乙烯(PE)和不同熔融指数的线型等规聚丙烯(iPP)的引入对PP体系拉伸流变行为的影响。结果表明:体系中加入UHMWPE后,熔体拉伸粘度大幅提高,但制品外观不平滑无光泽;加入POE与HDPE后熔体拉伸粘度也提高,但与LDPE相比要低;iPP的熔值越小分子量越大,体系的拉伸粘度越大,且加入少量HMSPP后出现明显的应变硬化现象;共聚聚丙烯(cPP)含量越多,体系拉伸粘度也越大,但含量越多体系拉伸屈服强度越低。因此,加入适量的LDPE与cPP或采用低熔指高分子量的iPP能提高体系的拉伸粘度,从而改善制品热成型性能。

新型架状硅酸盐改性聚酰胺6的拉伸流变性能及其应用

为了研究功能化改性聚酰胺6(PA6)纤维的可纺性与加工性能,以新型架状硅酸盐(QE粉)为改性剂对PA6进行共混改性,并以共混改性后的母粒与纯PA6为原料制备得到QE/PA6并列纤维,采用毛细管流变仪对QE/PA6共混物的拉伸流变性能进行研究,利用扫描电镜(SEM)、XL-2纱线强伸度仪对QE/PA6并列纤维的表面形态及力学性能进行表征。研究结果表明:QE/PA6共混熔体为拉伸变稀型流体,共混熔体的拉伸黏度和拉伸应力随着QE粉含量的增加而增大,当拉伸应变速率为421.14/s,QE粉质量分数为1 wt%、2 wt%和3 wt%时,复合材料拉伸黏度较纯PA6分别提高28.26%、46.74%和67.39%;共混熔体的拉伸黏度随温度的升高而下降,QE粉的引入提高了QE/PA6复合材料熔体的拉伸流动活化能,使得拉伸黏度对温度的敏感性提高;采用纺丝、牵伸一步法成功制得QE/PA6并列纤维,QE粉末在纤维表面分布均匀,与纯PA6并列纤维相比,QE/PA6并列纤维同样具有良好的强伸性能。

高分子拉伸流变制造装备产业园项目正式落户佛山

拥有“国际首创、国际领先”技术的高分子拉伸流变制造装备产业园项目正式落户佛山三山新城，涉及领域涵盖种植业、渔业、采矿业、建筑业、制造业等，至2025年，ERE产业年产值有望超百亿元，并撬动相关产业过千亿的增值空间。

高分子拉伸流变制造装备产业园项目正式落户佛山

近日，拥有“国际首创、国际领先”技术的高分子拉伸流变制造装备（ERE）产业园项目正式落户佛山三山新城。包括ERE技术（即高分子拉伸流变基础设备技术）发明人瞿金平在内，共有四川大学高分子研究所教授王琪、中国聚酯工业的主要开拓者之一蒋士成、上海大学复合材料研究中心主任孙晋良4位中国工程院院士齐齐亮相，为ERE产业园项目“打call”。

基于拉伸流变的高分子材料塑化挤出技术及设备：自主创新国际领先

日前．由华南理工大学和广州华新科实业有限公司共同完成的“基于拉伸流变的高分子材料塑化挤出技术及设备”项目通过了鉴定。该项目利用高分子材料拉伸流变控制的塑化挤出原理，研制出了由定子、转子及叶片组成的无螺杆塑化和具有正位移输送特性的挤压系统，突破了传统螺杆塑化挤出理论，实现了拉伸流变起主要作用的高效塑化挤出。

粤港澳大湾区创新集聚发展论坛暨高分子拉伸流变制造装备产业园项目发布仪式隆重举行

2017年12月15日，粤港澳大湾区创新集聚发展论坛暨高分子拉伸流变制造装备产业园项目发布仪式在佛山市南海区三山新城隆重举行。

云母/聚丙烯共混物熔体的拉伸流变性能

采用双料筒毛细管流变仪和Haul-off牵伸设备,研究了云母(Mica)/聚丙烯(PP)共混物在拉伸流场中的流变性能。结果表明:Mica/PP共混物熔体拉伸流动属于拉伸变稀型,随着云母含量的增加,熔体的表观拉伸黏度逐渐增大。熔体的拉伸应力和表观拉伸黏度均随温度的升高而下降。随着拉伸应变速率的提高,熔体的拉伸应力增大,表观拉伸黏度减小,熔体拉伸流动活化能呈下降趋势。云母微粒的加入使聚丙烯熔体的拉伸模量明显增大,但随着拉伸速度的提高,共混熔体的拉伸模量下降显著。为了提高Mica/PP共混物的纺丝稳定性,应严格控制好拉伸速度和加工温度。