PVC/CPE/POE熱塑性彈性體流變特性研究
時間:2005-10-14
汪濟奎 程樹軍
(華東理工大學材料科學與工程學院 上海 200237)
PVC樹脂屬于假塑性流體,一般用冪律模型[1]來描述其剪切應力和剪切速率的關系:
τw =Kγwn 式中:τw為剪切應力,γw為剪切速率,K為流體稠度,n為冪律指數。
流體稠度K是表征流體粘稠程度的數值。冪律指數n是判斷流體與牛頓性流體差別程度的數值,n值越偏離整數1,流體的非牛頓性越強。
使用吉林大學科教儀器廠生產的XLY-II型毛細管流變儀測試。
基本配方:PVC 100;POE 0~25;CPE 0~40;增塑劑 30~70;穩定劑 7;助劑 適量
CPE是HPVC/POE比較理想的增容劑,在HPVC/POE體系中加入適量的增容劑,不但使用性能有了很大提高,而且流變性質也有所改善。
以添加9份CPE為例,研究動態硫化前后流變性能的變化,見圖1、圖2。以上均為175℃測試。

對圖1的數據計算:n1=0.45 n2=0.425 動態硫化后非牛頓性增強。
經過對剪切速率進行非牛頓校正:對于n =0.45 γ*=1.306γ n =0.425 γ*=1.338γ
K1=7.29×103 對應的流變方程為τ=7.29×103γ0.45
K2=9.41×103 對應的流變方程為τ=9.41×103γ0.425
從計算結果來看,動態硫化后n值減小、K值增加。說明動態硫化后體系的粘度增加,但剪切速率增加,粘度下降速度增加,即對剪切速率的敏感性增加。
溫度對動態硫化前后HPVC/NBR/POE體系的影響見圖2,下面固定剪切速率為400s-1,以1/T對lnη作圖。

通過對圖中數據的計算:
ΔE1=16.63KJ/mol A1=3
ΔE2=14.97KJ/mol A2=5.24
用Arrhenius公式表示:
η1=3e
16630/RT
η2=5.24e
14970/RT
從圖中和計算結果可以看出,動態硫化后,粘流活化能減小,A值增大,表明對溫度的敏感性減弱,依靠升高溫度降低粘度的速度很慢。
參考文獻:
[1] 何曼君,陳維孝,董西俠。高分子物理[M]。上海:復旦大學出版社,2000
論文來源:2004年全國高分子材料科學與工程研討會論文集