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塑料熔体粘弹性

前人已用实验结果说明含发泡剂塑料熔体在通过口模流道时，发泡点的位置对泡体质量影响很大，在这节书里将着重讨论影响发泡点位置的各种参数，介绍大量实验结果，说明各参数间的关系。EVA胶膜生产线www.86lipin.com

A.M.Kraynik通过对含发泡剂塑料熔体在流径口模平直流道时的发泡行为进行了观察,并以此为依据，提出了数学模型反映影响发泡点位置的各参数间关系，他把流道分为三个区段进口段、稳流段和出口段，参看图4-13、图4-14进口段中的熔体因受进口效应影响，压力曲线偏离直线。不含发泡剂的聚合物熔体在进口段也会产生进口效应，但比含发泡剂的小。稳流段的压力线是直线。熔体的流动是稳定的，充分发展的，压力梯度不变，其粘度可以用以下公式进行计算。出口段，由于熔体中出现气泡，熔体经历相变，由单液相流变为气液两相流，而且随着熔体中气泡的连续膨胀，气相的比例将连续增长，熔体的粘度也将发生连续的变化，压力曲线将偏离直线，压力梯度不再是常数。因此，进口段和出口段都不能用公式(4-1)、(4-2)、(4-3)进行计算。而流道中出现气泡的位置对三段的划分有直接的影响，为了找出影响发泡点位置的各种因素间的关系进口压力修正和出口压力修正;熔体在流道壁面处的剪切应力; R，L--相应为流道的半径和长度。EVA胶膜生产线www.86lipin.com

假如把压力曲线的弯曲部分用直线代替，则各压力存在以下关系。为了计算的改便，引人两个无量纲参数，0和a:0和a的物理意义，0表示熔体通过流道时，在未出现气泡前的压力降与熔体中出现气泡后到出口的压力降之比;a表示流道中熔体在未出现气泡前的平均压力梯度与出现气泡后的平均压力梯度之比。Q含发泡剂熔体在流道口的体积流率 CD.Han用试验结果证实了(4-13)式的正确。EVA胶膜生产线www.86lipin.com

Hansen，D.MBrgg，Y.Qyanngi等早已指出，利用提高挤出速率，可以使熔体在流道中发泡点的位置移出口模，有利于得到泡孔均匀细密的优质泡体。(4-13)式可用来分析影响L的各多数间关系，很有实用参考价值。但采用此式要确定P;值比较困难，一般用实测，通过对透明流道中发泡行为的观测，同时确定沿流道轴向压力的分布，定出发泡点的压力，此法应用除了在设备上的困难外，测定的精度也比较低。后来，M.L.Fridman，Q.Y.Sabsmi,N.E. Nikolaeva和G.R.Barshtein提出了一个比较简便的方法，他们利用熔体含气相气体后的可压缩性与流体静压力的关系，找出发泡点的位置，如图4-16所示。当含气体的聚合物熔体所处压力高于发泡的临界压力P:时，气体溶于熔体，熔体呈单相状态，其压缩性与不含气体的熔体一样，但当所处压力低于P时，熔体中所含过量190℃气体离析出来形成气相，熔体呈两相流体，可压缩性明显增 20 ·HDPE+0.6%AC 加，因此压力曲线的斜度明显 P_实验结果 改变，此转析点的对应压力即 P..计算结果(4-14)式 为气泡膨胀的临界压力P， >10- 纵座标为熔体所含气相气体的体积与熔体 的体积之比，横座标为熔体所受静压力，两条斜率不同压力线的交点即P，P也可用聚合物熔体的粘弹性直接影响熔体中气泡的临界压力Po图4-16、图4-17所示为两种含有发泡剂的塑料熔体通过相同道时的发泡情况，应该说明两个图中的人或B并不相同。图的纵座标是压力，横座标是流程。从图 4-16 可以看出入的压力线斜度比B的大，也就是A的粘度比B大。A 和B的出口残余应力很接近，说明它们的弹性接近。在口模中B比入先发泡，泡孔出现早，在流动过程受剪切力的作用，使泡孔容易塌陷，泡体密度增大。熔体入粘度大，剪切热也大，对提高产量不利。EVA胶膜生产线www.86lipin.com

所以这两种熔体对挤出发泡都不适宜。图 4-17 中所示是另外两种材料A和B的压力变化图，B的压力线斜度比A大，说明B的粘度比A大，但人的出口残余压力比 B大，还超过了发泡的临界压力P，使发泡点移出口模，这对提高发泡质量有利，因此在选择挤出发泡用的聚合物时，要求聚合物熔体的粘度低一些，弹性大一些有利于把发泡点推出口模，对提高挤出发泡质量有利。关系前面的实验结果说明气体在塑料熔体中有两种不同的存在状态，一种是熔解在熔体中，观察不到气相的存在，另一种是气体游离在熔体中，形成气泡，这两种不同的情况，使熔体出现两种不同的流变性能，因此在研究分析各种参数对含发泡剂塑料熔体流变性能的影响时，必须注意熔体所处的条件。