聚合物熔体或溶液拉伸黏度的研究状况

简要地阐述了拉伸黏度近百年的研究历史,介绍了有关拉伸黏度的几种主要测量方法,包括收缩流动测量法、敦粗压缩流动测量法、轴向垂直拉伸测量法以及相向喷嘴拉伸流动测量法等,分析总结了这几种方法的实验原理与特点。

纤维素溶液吹膜过程中拉伸黏度的测定

通过非等温吹塑薄膜挤出实验研究了纤维素的NMMO(N -甲基吗啉 -N -氧化物 ,亦称N -甲基氧化吗啉 )溶液在不同工艺条件下的拉伸流动行为。讨论和推导了挤出过程中的理论数学模型 ,测定了纤维素溶液在加工过程中膜泡半径和膜厚随加工方向的变化 ,并对沿加工方向上拉伸速率和表观拉伸黏度的变化进行了探讨。研究表明 :质量份数为 9%的纤维素溶液在加工过程中拉伸黏度受拉伸速率与温度的综合影响 ,沿加工方向呈现先微降 ,再渐升的趋势 ;在加工过程中随着牵引速度和膜泡内外压力差 (ΔP)的增大 ,膜泡的厚度变小 ,拉伸速率变大 。

正交法优选CPP拉伸黏度测试条件

用Rheotens拉伸流变仪测试聚丙烯流延膜(CPP)拉伸黏度的影响因素有温度、测量轮对间的距离、挤出速率、拉伸加速度,通过正交试验研究影响因素的显著性。方差分析结果表明,温度、测量轮对间的距离、拉伸加速度对拉伸黏度的影响显著,挤出速率影响不明显。确定了测试CPP拉伸黏度的合适条件,使测试结果相对平均偏差不大于20%。

聚合物熔体拉伸黏度测量装置设计与优化

开发基于楔形收敛流道的聚合物熔体拉伸黏度测量装置,利用多项式拟合方法设计流道壁面曲线以产生恒定拉伸应变速率,实现最大拉伸应变速率12 s^-1下的黏度测量。使用三种不同熔体质量流动速率(MFR)的LDPE进行拉伸黏度测量试验,结果表明,相较于MFR较高的LDPE,MFR较低的LDPE测得的拉伸黏度数值及其变化规律更接近于使用毛细管流变测试数据进行Cogswell分析计算的结果。

标准化在测试CPP拉伸黏度中的应用

用Rheotens拉伸流变仪测试CPP拉伸黏度时,影响因素有温度、测量轮对间的距离、挤出速率、拉伸加速度,在测试条件不当时往往会造成CPP拉伸黏度的偏差较大。通过正交试验L_9(3~4)研究影响因素的显著性,方差分析结果表明,温度、测量轮对间的距离、拉伸加速度对拉伸黏度的影响显著,挤出速率影响不明显。通过正交试验,确定在测试温度为160~170℃,测量轮对间的距离为0.25mm,拉伸加速率为36mm·s^(-2),挤出速率为0.3mm·s^(-1)时测试CPP拉伸黏度,其相对平均偏差小于等于20%,并将该条件标准化,最终减少了不必要的重复性劳动,保证了测试结果的重复性及可靠性。

聚丙烯酰胺及其共聚物水溶液拉伸流变行为研究

拉伸黏度是决定聚合物驱替液驱油效率最重要的参数之一。采用CaBER1型拉伸流变仪和RS600流变仪测定了聚丙烯酰胺及其共聚物的拉伸黏度和流变行为,研究了聚合物的链结构对其溶液的拉伸黏度和流变行为的影响。结果表明,聚合物溶液的拉伸黏度要比相同应变速率条件下的剪切黏度高3个数量级以上,并且随着应变增加而增加、应变速率的增加而减小。在相同浓度时具有梳形结构的聚丙烯酰胺共聚物的拉伸黏度要远大于部分水解聚丙烯酰胺均聚物的拉伸黏度;在相同剪切黏度条件下,前者的拉伸黏度是后者的3～5倍,弹性模量相差1.8倍。随着浓度的增加,二者的拉伸黏度均显著增加。

水质对聚合物溶液拉伸流变特性的影响

报道了大港油田南部官80区块回注污水水质定量分析结果。该污水矿化度高(20236 mg/L),钙镁离子、硫离子S2-、铁离子含量高,SRB、TGB菌含量高,且含大量酚、酸、醇、酮类有机化合物。实验结果表明,超过一定浓度的Fe2+、S2-、苯酚引起常规HPAM聚合物模拟污水溶液黏度显著降低。介绍了HAAKE CaBER1型拉伸流变仪的工作原理,研究了浓度1500 mg/L的三种驱油用聚合物水溶液25℃时的拉伸流变性,得到了溶液拉伸丝条中点直径Dm id与拉伸时间t关系曲线和表观拉伸黏度ηapp与拉伸应变ε关系曲线,其中ε=ln(D0/Dm id)。当配液用水为蒸馏水时,拉伸代号10203的功能型聚合物(支链含具一定活性的高位阻基团)溶液形成的丝条中点直径缓慢减小,断裂时间长,表观拉伸黏度随拉伸应变增大而快速增大,表现出很高的弹性;拉伸常规聚合物(代号63026)和抗盐聚合物KY-2溶液形成的丝条迅速变细并断裂,表观拉伸黏度随拉伸应变增大小幅增大,表明溶液弹性低,KY-2溶液的弹性更低;聚合物10203的模拟污水溶液的拉伸流变性显著变差,注入污水溶液的拉伸流变性更差。

聚乙烯醇熔纺初生纤维的拉伸行为研究（英文）

采用去离子水溶胀聚乙烯醇(PVA),通过熔融纺丝法制备PVA纤维。研究了水质量分数35%和5%的PVA熔纺初生纤维在不同拉伸温度下的应力-应变曲线,以及其拉伸活化机制。结果表明:拉伸温度对水质量分数35%的PVA熔纺初生纤维表观拉伸黏度的影响分为3个区,即30~100℃,100~190℃,190~210℃,纤维在热拉伸时存在3个不同机制的活化过程,至少可采用三级拉伸;初生纤维拉伸受体系中水含量的影响,水含量减少,PVA分子链运动能力降低,表观拉伸黏度增大,水质量分数5%的PVA熔纺初生纤维的表观拉伸黏度随温度变化呈现两个区,活化机制改变,可采用两步拉伸。

尼龙共混物拉伸流动行为的研究

以Oldroyd共旋转B模型为基础,从理论上推导了尼龙拉伸流动模型,建立了针对尼龙熔体的拉伸流动本构方程,研究了尼龙6及其尼龙610共混物的熔体拉伸流动行为。结果表明,尼龙共混物的拉伸黏度与剪切速率的平方和拉伸速率之比呈现拟合关系,根据试验数据拟合得到了拉伸黏度对剪切速率的平方和拉伸速率之比的经验公式。并且通过数据拟合发现,尼龙6和尼龙610共混物的拉伸应力与参数t存在较好的幂律拟合关系。

液晶高分子-各向异性流体挤出拉伸分岔研究

应用共转导数型本构方程研究了液晶高分子纺丝挤出过程的拉伸黏度,应用计算机符号运算软件 Maple得出解析表达式,拉伸黏度与拉伸率之间关系(随剪切速率变化)表明存在分岔现象,得出拉伸黏度显著高于相应的剪切黏度,解释了液晶高分子熔体挤出时不发生挤出胀大的物理机制．

聚丙烯腈溶液的拉伸流动

用改进的Ｒ，Ｋ．Ｇｕｐｔａ￣［１、２］拉伸黏度计测定了聚丙烯溶液的拉伸流动。结果表明，对聚丙烯腈稀溶液无论是剪切流动，还是拉伸流动都可以用改进后的Ｊｅｆｆｅｒｙ模型描述，并找出了一个影响拉伸流动的特征参数。

驱油用超高分子量聚丙烯酰胺拉伸流变性能研究

聚合物溶液的流变行为对其在油藏多孔介质中的驱油效果影响较大。系统分析了聚合物含量、温度、多种金属离子及机械剪切作用对驱油用超高分子量部分水解聚丙烯酰胺(U-HPAM)及常规中等分子量部分水解聚丙烯酰胺(M-HPAM)溶液拉伸流变性能的影响。实验结果表明:提高聚合物含量能够促进HPAM分子链间纠缠,聚合物的拉伸黏度增加,同时U-HPAM对拉伸黏度的增强幅度远大于M-HPAM;温度升高、外加金属离子(Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Fe^(3+)和Fe^(2+))含量增大及机械剪切作用增强都会削弱聚合物分子链间纠缠,导致拉伸黏度降低;U-HPAM受温度及Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Fe^(3+)等的影响明显小于M-HPAM,而Fe^(2+)及机械剪切对两类HPAM影响程度相似。渗流及岩心驱替实验表明,U-HPAM比M-HPAM具有更强的调剖能力,在强非均质油藏中更能发挥其高效驱油能力。

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。

聚氧化乙烯溶液的拉伸流变特性

为了研究低浓度聚合物流体拉伸流变特性,以聚氧化乙烯(PEO)溶液为例,利用单轴拉伸流动原理,确定PEO溶液的拉伸黏度与变形速率之间的本构关系,表征PEO溶液的拉伸流变特性。实验表明,PEO溶液既具有拉伸变稀的特性,也具有剪切变稀的特性。变形速率越低,PEO溶液的特鲁顿值越高,溶液拉伸流变特性的作用越显著。当变形速率为31 s^(-1)时,14%PEO溶液的特鲁顿值在为3;而在变形速率为34 s^(-1)时,20%PEO溶液的特鲁顿值为3。在低变形速率下,拉伸流变的作用比剪切流变的作用显著;在高变形速率下,PEO溶液的剪切流变作用比拉伸流变作用重要。实验结果对提高聚合物加工成型质量有重要意义,特别是为静电纺丝法制备良好形貌的纳米纤维提供了理论基础。

PE100拉伸主曲线的分析

根据不同条件下PE 100熔体的拉伸流变仪Rheotens的测量结果,计算拉伸主曲线比例系数b。b与温度、拉伸加速度、挤出速率呈线性关系。利用b和参考曲线,计算设定条件下的表观拉伸黏度,计算值与实测值吻合良好。拉伸主曲线拓宽了Rheotens的测量范围。

一种广义牛顿流体的广义黏度模型

针对广义牛顿流体提出了一种具有普遍意义的广义黏度模型,该模型以应力张量和应变速率张量的不变量表示,并根据应变速率张量的第二、第三不变量相互独立性,使该模型不但满足黏度的惟一性,还符合剪切变稀及各种拉伸形态的黏度模型,并能够应用于既有剪切又有拉伸的一般复合流动。当模型用于简单稳态的剪切流动或稳态拉伸流动时,则得到各自的剪切黏度或拉伸黏度,并与目前定义的剪切黏度和拉伸黏度一致。因此,对广义牛顿流体所有形态的流动,该黏度模型都适用。

聚合物熔体真实黏度的模拟及实验分析

以商业有限元模拟计算软件POLYFLOW为平台,对提出的真实黏度模型的正确性和合理性进行了验证。首先在虚拟实验台上通过有限元模拟得到模拟结果,再对速度场、应力场分析进而得到纯剪切黏度和纯拉伸黏度的计算值。根据能够测试真实黏度的新型流变仪、不同的商业流变仪及模拟分析,对相应的实验结果和理论分析数据进行了比较。分析结果表明,试验结果与模拟结果基本符合且用于验证真实黏度模型的实验方法和相应的实验装置具有一定的合理性和可行性。

TS型抗盐聚合物溶液黏度特性及驱油效果

为研究适合大庆油田二、三类油层聚驱用的抗盐聚合物,利用剪切黏度和拉伸黏度方法,研究了TS型抗盐聚合物的黏度特性及构成,并分析了TS抗盐聚合物驱油效果的影响因素。结果表明:3种TS型抗盐聚合物视黏度是普通中分聚合物的2倍以上; TS0489型抗盐聚合物的本体黏度最低,其缔合黏度占体系黏度的比例高达70%; TS1110型抗盐聚合物的本体黏度最高,其缔合黏度占体系黏度的比例仅为27%;不同TS型抗盐聚合物的抗盐黏度保留率超过普通中分聚合物的2倍; TS型抗盐聚合物在二、三类油层天然岩心中的拉伸应变范围内,其拉伸黏度处于快速上升期间,且不同TS型聚合物拉伸黏度均明显高于普通中分聚合物; TS1110型抗盐聚合物的注入压力和采收率最高,其注入压力是普通中分聚合物的4倍,采收率是普通中分聚合物的1. 6倍。

纤维素接枝共聚物对聚乳酸结晶性能和拉伸流变性能的影响

通过熔融缩聚法制备出含有聚乳酸支链的纤维素接枝共聚物(OLA-g-C),并采用溶液共混法制备一系列聚乳酸(PLA)/OLA-g-C共混物以及对比样聚乳酸/微晶纤维素(MCC)共混物.扫描电镜(SEM)结果表明聚乳酸支链的存在可以提高纤维素在PLA基体中的分散性,抑制团聚现象的出现.在非等温结晶过程中,OLA-g-C和MCC的加入都可以促进PLA的结晶,但是OLA-g-C的促进效果优于MCC,这与OLA-g-C在基体中的分散性良好有关.在等温结晶过程中OLA-g-C可以同时提高PLA的结晶度以及结晶速率,但对其成核机理和生长方式无明显影响.偏光显微镜(POM)观察的结果进一步证明OLA-g-C可以作为成核剂,有效地缩短基体的结晶时间,提高PLA的结晶能力.但是,OLA-g-C的加入却降低了体系的拉伸黏度,这与体系的缠结作用有关.

黏弹性聚合物驱剩余油饱和度预测的φ函数法

基于水驱油藏剩余油饱和度分布预测的φ函数法一文思路,考虑聚合物驱时流体特性,包括聚合物黏弹性、剪切稀化、不可及孔隙体积、渗透率下降系数等因素,在建立聚合物驱等饱和度平面移动方程的基础上,分析了聚合物溶液的黏度和水相渗透率所发生的变化及其对聚合物驱φ函数的影响。利用本方法和Eclipse数值模拟软件进行对比计算,结果表明:聚驱后二者聚合物浓度分布相差不大;本方法计算所得到的含水饱和度值分布比较高,说明由聚合物弹性效应所产生的拉伸黏度在驱油过程中发挥了作用,证明该方法能够准确反映黏弹性聚合物在地层中的驱油状况。