用双毛细管流变仪对HDPE与LLDPE挤出压力振荡的研究

用RH2000恒速型双毛细管流变仪研究了3种HDPE和3种LLDPE的挤出压力振荡现象.通过压力振荡图、流动曲线和挤出物表观3方面,对两种类型聚乙烯压力振荡的差异进行了分析.发现HDPE的压力振荡很明显,振幅在2～3MPa,而LLDPE的振幅很小,甚至在压力-时间图上看不出来.6种聚合物的流动曲线都发生了断裂.在柱塞下降速度恒定下发生压力振荡时,流速并不恒定,粘界面条件下流速较小,滑界面条件下流速较大,并通过计算获得了3种HDPE发生压力振荡时对应于粘界面与滑界面的流速.HDPE和LLDPE在粘界面条件下挤出物都是鲨鱼皮,而滑界面条件下HDPE的挤出物类似于无规破裂,LLDPE挤出物表观较光滑,且没有鲨鱼皮.

HDPE及其共混物的挤出压力振荡现象

采用恒速型双毛细管流变仪研究高密度聚乙烯及其共混物的压力振荡现象,测量了压力振荡的振幅及频率,计算了熔体在管壁的滑移速率和临界外推滑移长度。结果表明,发生压力振荡时,熔体与毛细管壁的界面出现“时黏时滑”转变。黏界面时,挤出物表面出现“鲨鱼皮”现象;滑界面时,挤出物表面粗糙,类似于无规破裂。随剪切速率的增加,压力振荡的振幅减小,而滑移速率、临界外推滑移长度及振荡频率均有提高。升高挤出温度和采用共混改性都可抑制压力振荡现象。

PE-HD/EVA共混物的黏度及挤出压力振荡现象

采用恒速型双毛细管流变仪研究高密度聚乙烯(PE-HD)与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)共混物的流变现象,着重研究了不同比例 EVA 的加入对 PE-HD 的黏度及压力振荡现象的改善情况。研究发现,在 PE-HD 中添加适量的 EVA 可以降低共混物的黏度,在低剪切速率下,共混物的黏度对 EVA 的用量比较敏感,随着 EVA 用量的增加呈近似线性减小趋势;在 PE-HD 中添加适量的 EVA 可以抑制压力振荡现象,使共混物发生振荡的临界剪切速率升高,振荡的振幅减小。

三元乙丙橡胶挤出压力振荡现象的影响因素

采用恒速型双筒毛细管流变仪研究了剪切速率、口模温度和含氟弹性体偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯共聚物(PPA)对三元乙丙橡胶(EPDM)挤出压力振荡现象的影响。结果表明,EPDM高速挤出时,升高温度可以推迟挤出压力振荡现象的发生;振荡周期和振幅均随剪切速率的增加而减小;加入PPA可以改善EPDM挤出物的外观,且挤出压力低于纯EPDM,PPA质量分数越大,其降低幅度越大。

共混对HDPE熔体高速挤出压力振荡现象的影响

采用恒速型双筒毛细管流变仪研究了高密度聚乙烯(HDPE)及其共混物的高速挤出行为,对高挤出速率下发生的挤出压力振荡和熔体黏-滑破裂等不稳定流动现象进行了定量描述。结果表明,升高熔体温度和采用共混改性有助于减轻熔体流动的不稳定性;温度升高,压力振荡频率呈减小趋势,熔体沿毛细管壁的滑移速度减小,外推滑移长度缩短,开始发生压力振荡的临界挤出速率提高;HDPE与低密度聚乙烯(LDPE)或聚丙烯(PP)共混后,熔体的挤出压力振荡明显减轻,而当m(HDPE)/m(PP)=70/30的共混物挤出时,未观察到压力振荡现象。

三元乙丙橡胶挤出压力振荡现象的影响因素

采用恒速型双筒毛细管流变仪研究了剪切速率、口模温度和含氟弹性体偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯共聚物（PPA）对三元乙丙橡胶（EPDM）挤出压力振荡现象的影响。结果表明，EPDM高速挤出时，升高温度可以推迟挤出压力振荡现象的发生：振荡罔期和振幅均随剪切速率的增加而减小；加入PPA可以改善EPDM挤出物的外观，且挤出压力低于纯EPDM，PPA质量分数越大，其降低幅度越大。

PE-LLD和PE-LD熔体高速挤出特性的对比研究

采用恒速型双毛细管流变仪对比研究了PE—LLD和PE—LD熔体在高速挤出时的挤出压力振荡现象、流动曲线和挤出物外观的变化，探讨了两种PE发生挤出畸变的机理。结果表明，高速流场中PE—LLD熔体在整个毛细管上的挤出压力降发生规律性振荡，振荡幅度为1．5MP8左右，此时流动曲线发生断裂，断裂前曲线斜率为10^-1数量级，而断裂后变为10^-2数量级；而PE—LD熔体在口模入口处的压力降发生振荡，振幅为0．2MP8左右，流动曲线不发生断裂。综合分析认为，PE—LLD的挤出畸变是由于熔体／毛细管壁的边界条件变化引起的，而PE-LD的挤出畸变是由于毛细管入口处熔体的应力集中引起的。

聚乙烯及其共聚物熔体有规挤出畸变的定量描述

采用双毛细管流变仪详细研究了聚乙烯及其共聚物的挤出畸变、管壁滑移及挤出压力振荡现象。理论推导得到恒速型流变仪中熔体发生壁滑的滑移速度和临界外推滑移长度的计算公式。计算结果与实验现象相符。实验发现 ,线型大分子或带小侧基的大分子熔体容易发生壁滑和挤出压力振荡。而有较大侧基或分子量分布宽的材料 ,挤出畸变现象较轻 ,实验未观察到压力振荡现象。挤出速率越大 ,压力振荡频率变大 ,周期变小 ,振幅变化不大。挤出温度升高 ,压力振荡频率减小 ,周期变大 。

聚烯烃熔体两类挤出畸变现象的定量描述

采用恒速型双毛细管流变仪研究一批聚烯烃熔体的高速挤出行为。定义了定量描述两类挤出畸变现象———鲨鱼皮畸变和挤出压力振荡的若干物理参数。定量描述了温度、挤出速率、熔体材质及成分对挤出压力振荡和鲨鱼皮畸变的影响规律。发现:线型聚合物熔体高速挤出时易发生鲨鱼皮畸变和挤出压力振荡,而支化聚合物或主链含大侧基聚合物熔体很少出现同类畸变。挤出速率增大,压力振荡的频率加大,振荡加剧;挤出温度升高,开始发生振荡的临界剪切速率增高,熔体流动不稳定性减轻;但对同一熔体而言,不同温度下开始发生压力振荡的临界剪切应力变化不大。

限定几何构型茂金属催化聚烯烃弹性体EPDM Nordel IP的高速流变性能

采用恒速型双毛细管流变仪研究了由限定几何构型催化剂和INSITE工艺开发的三元乙丙橡胶EPDM Nordel IP(3745P和3722P)高速挤出时的流动规律及挤出畸变特征。结果表明,EPDM Nordel IP为典型假塑性流体;Nordel IP 3722P与Nordel IP 3745P相比较,前者的粘温依赖性较大且挤出物外观明显好于后者,挤出胀大比和入口压力降也较小。而后者的粘切依赖性较大,说明前者的塑料特性较明显,而后者的弹性体行为更加显著;Nordel IP 3745P在高速挤出时发生挤出压力振荡现象,此时流动曲线出现断裂,这与其门尼粘度较大、相对分子质量分布窄有关。