为高分子材料生产主曲线欧洲杯足球竞彩

热塑性塑料是用来制造各种各样的日常用品。这些聚合物的软化的能力当加热和冷却时硬化。在熔融状态,他们可以使用挤压制成各种形状,注塑和吹塑等。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一个常用的热塑性塑料。由于其高透明度,它经常用于光学应用,如防碎的玻璃。1

聚合物组成重复单位称为单体小分子结合形成长链。这些聚合物链在熔融状态或解决方案包括随机线圈,并有很强的分子间的相互作用通过纠缠。因此,流动和变形行为是复杂的。旋转流变仪通常用来描述流动行为和评估各种塑料的加工性能。

聚合物熔体有高弹性由于它们的结构,通常限制在旋转流变测量模式,二次流和边缘会发生骨折。因此,频率控制振荡测试被用来洞察各种工艺参数的流变特性。

根据方程,为线性的,考克斯和梅尔兹发现空缺聚合物,动态粘度η剪切速率的函数ẏ可以在复杂的粘度与|η*|随着角频率ω的函数根据方程(1)。2

然而,所谓Cox-Merz规则并不适用于多相液体,如悬浮液或化学交联和稠化系统。3

η(ẏ)= |η*| (ω) 方程1

将这一关系应用于聚合物处理,某些边界条件有关的测量技术,以及流变仪的性能,必须考虑。一方面,通过一个周期所需的时间在给定变形幅值定义了一个振荡运动。

因此,收购在振荡流变数据可能需要不到一秒,分钟,甚至几天或几周,根据选择的频率。另一方面,商用流变仪的最大频率通常是限制在约100赫兹(628 rad / s)的惯性测量系统本身。

为了解决这个问题,时间——温度叠加(TTS)原理可以生成主曲线与一个更广泛的频率范围。本文提供了一个指南的生成主曲线。这也验证TTS原则是否可以应用于一个数据集采用货车Gurp-Palmen阴谋。

欧洲杯足球竞彩材料和方法

一个热科学TMHAAKETM火星TM智商空气流变仪与温度室TM-CR-O450被用于这项研究。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)样本调查的主题。图1描绘了测量过程。所有与平行板流变测量是几何15毫米直径和1毫米测量差距。

一个变形幅值Y0.5%的样本的线性粘弹性范围内选择。在180、200、220、240、260和280°C,频率扫描进行从300 rad / s到1 rad / s。每个与新鲜样品进行频率扫描,确保不发生热降解。匹配样本光盘都是提前准备用HAAKE流变测量Minijet Pro微型注塑系统。

结果与讨论

在一个振荡剪切实验,激发频率和温度对聚合物的粘弹性性质类似的效果,这意味着他们的行为在更高的温度等于自己的行为以更低的频率,反之亦然。图2描述了这一现象的储能模量G和损耗模量G”作为一个函数的角频率PMMA融化在180°C, 220°C,和280°C。

G, G“相交于一个角频率1.78 rad / s的选择参考温度为220°C。PMMA展品144 rad的交叉以更高的频率在280°C / s。PMMA,另一方面,没有交叉显示G在180°C和G”。G和G”似乎是相同的曲线根据不同部位的温度。

这个观察是实现时使用TTS原则。单个频率扫描数据集是水平和垂直转向参考温度T0生成主曲线覆盖范围有限的频率范围远远大于单个扫描实验。

因此,频率的测量在不同的温度下可以收集信息材料的粘弹性性质在各种时间尺度。

TTS雇佣与温度有关的水平和垂直变化因素,T和bT,分别。5水平移位因子T指定的数据沿着x(频率)测量模设在向数据集获得的参考温度0。

对温度的依赖关系T最常被实证阿伦尼乌斯或William-Landel-Ferry (WLF)模型,根据聚合物的玻璃化转变。4测量数据也可以参考温度没有了利用这两个模型实验数据是可用的。

垂直移位因子bT特点是密度ρ(T)的聚合物材料在给定温度参考ρ相比0(T0),如公式(2)所示。5

方程2

纠缠态的聚合物的温度密度依赖性很小。因此,通常大约垂直变化因素。尽管如此,数据集可以综合使用bT在这样一个意义上的光学外观可以影响主曲线,和可能的实验错误可以掩盖。5

测量程序执行的频率扫描测量HAAKE RheoWin软件。

图1所示。测量程序执行的频率扫描测量HAAKE RheoWin软件。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析欧洲杯足球竞彩

流变频率扫描数据在温度为180°C, 220°C, 280°C的PMMA。

图2。流变频率扫描数据在温度为180°C, 220°C, 280°C的PMMA。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析欧洲杯足球竞彩

现代流变仪软件,如HAAKE RheoWinTM流变仪控制软件,转变流变数据并生成主曲线得到粘弹性性质的信息在一个宽的频率范围。TTS原则不能用于thermorheologically复合材料中两个或两个以上的弛豫机制有不同的温度依赖性。欧洲杯足球竞彩5

图2中的流变数据被用来生成PMMA主曲线,如图3所示。额外的测量数据收集在200°C, 240°C, 260°C,允许更多的重叠和更高的精度。参考温度设定在220°C。

G和G”主曲线的参考温度220°C从频率扫描获得的数据在180°C, 200°C, 220°C, 240°C, 260°和280°C的PMMA融化。

图3。G和G”主曲线的参考温度220°C从频率扫描获得的数据在180°C, 200°C, 220°C, 240°C, 260°和280°C的PMMA融化。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析欧洲杯足球竞彩

TTS用于延长原角频率范围的每个测量数据集(1到300 rad / s) 0.03至2600 rad / s。这个范围扩大到包括剪切率中遇到许多标准的聚合物加工技术,如挤压(1…1.000 s1)和注塑(10…10.000 s1)。6

主曲线可以延长到更高频率/剪切率与额外的频率扫描在温度低于180°C。

范Gurp-Palmen透露,相位角δ函数复杂的剪切模量G * | |为每个等温频率扫描用于开发主曲线必须重叠成一个单一的连续曲线确定TTS的适用性原则对于一个给定的聚合物流体。7图4描述了范Gurp-Palmen个人情节PMMA频率扫描测量。

范Gurp-Palmen情节单一PMMA频率扫描测试在不同的温度下进行。

图4。范Gurp-Palmen情节单一PMMA频率扫描测试在不同的温度下进行。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析欧洲杯足球竞彩

货车Gurp-Palmen情节可以用来确定一个聚合物样品,如在这项研究中,使用的PMMA年级thermorheologically简单。

流变仪软件自动获取信息复杂的粘度|η*|示例基于G, G的“主曲线(3)。

方程3

众多material-dependent参数可以从复杂的主曲线获得的粘度,使用一个合适的模型拟合,如Carreau-Yasuda描述的曲线拟合方程。(4)。8

方程4

在方程4,η∞是无限的粘性剪切率、η吗0是zero-shear粘度,λ是一个时间常数,代表一个弛豫时间的样本特征。幂律指数n描述剪切稀化行为在高剪切率,而转换因子是指聚合物链解开纠结的过程中聚合物网络,和从牛顿高原过渡到材料的剪切稀化行为。

图5描述了各种Carreau-Yasuda曲线拟合参数对主曲线的一个示例。

Carreau-Yasuda曲线拟合参数说明在一个主曲线示例。

图5。Carreau-Yasuda曲线拟合参数说明在一个主曲线示例。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析欧洲杯足球竞彩

Carreau-Yasuda曲线拟合的复杂的粘度数据上执行的主曲线获得这些material-specific参数研究了PMMA样本。生成主曲线,曲线拟合进行了使用各自HAAKE RheoWin软件功能。

的HAAKE RheoWin软件计算了Carreau-Yasuda参数PMMA主曲线在220°C,如表1所示。

表1。Carreau-Yasuda PMMA主曲线在曲线拟合参数参考温度为220°C。来源:热费希尔科学——材料和结构分析欧洲杯足球竞彩

参数 价值
η0 100.200不
λ 0.81
一个 0.74
n 0.20

zero-shear粘度η0和转换因子参数聚合物处理至关重要。众所周知,η0聚合物链的平均长度成正比。不同链长度的分布与转变的因素。因此,zero-shear粘度的变化处理或回收后可以直接与聚合物的分子质量和多分散性。

复杂粘度主曲线在一个参考温度下获得的220°C的频率扫描数据在180°C, 200°C, 220°C, 240°C, 260°和280°C的PMMA融化包括Carreau-Yasuda曲线拟合。

图6。复杂粘度主曲线在一个参考温度下获得的220°C的频率扫描数据在180°C, 200°C, 220°C, 240°C, 260°和280°C的PMMA融化包括Carreau-Yasuda曲线拟合。图片来源:热费希尔科学——材料和结构分析欧洲杯足球竞彩

结论

创建一个主曲线从频率扫描收集的数据在不同的温度和使用TTS原则PMMA样本在本文中概述了。货车Gurp-Palmen情节发展提供一个快速和简单的方法来确定一组频率扫描数据是否适合TTS转换。

Carreau-Yasuda曲线拟合模型讨论了作为一个从主获得各种polymer-specific参数曲线的方法,可以用来描述不同的影响处理技术在高分子材料或回收步骤的平均分子量和分子量分布。

引用

  1. 阿尔及尔,M-Polymer科学词欧洲杯线上买球典(2017)
  2. 考克斯w·p·梅尔兹,再见相关的动态和稳定的粘度-流动j .变异较大。科学。(1958)
  3. Geissle, w和Hochstein, B。有效性Cox-Merz规则集中的悬浮液J .Rheol。47 (4)(2013)
  4. 定单,J.M.、读取、D.J.,拉森R.G.结构和流变学的熔融Polymers-2nd版(2018)
  5. Plazek D。时间-温度- superposition-A用户指南Rheol。小羊。78 (2)(2009)
  6. Carnicer,诉等al.-Microfluidic流变学:一个新的方法来测量陶瓷悬浮液的粘度极高剪切率j . Oceram5 (2021)
  7. Van Gurp, M。Palmen J,时温叠加混合聚合物-Rheol。小羊。67 (1)(1998)
  8. 马尔金,A .和Isayev。-Rheology-Concepts、方法和Applications-3理查德·道金斯版(2017)

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