聚合物熔体微尺度剪切黏度测量方法与黏度模型

• 作者: 王敏杰 田慧卿 赵丹阳
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 聚合物熔体 入口修正 微通道 剪切黏度 黏度模型
• 年，卷（期）: 2012,（16）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程
• 页码范围: 21-29
• 分类号: TG76|TQ320
• 字数: 7434字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2012.16.021

摘要

研究微尺度效应下聚合物熔体黏度时,发现不同入口修正方法获得的剪切黏度随特征尺寸变化的规律不同,这对于聚合物微成型理论和技术尤为重要.采用直径分别为1 000μm、500μm、350μm的毛细管口模,在相同试验条件下分别用零口模法和Bagley法两种入口修正方法,研究高密度聚乙烯(High density polyethylene,HDPE)、短链支化的聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚甲基丙烯酸甲脂(Polymethylmethacrylate,PMMA)和聚苯乙烯(Polystyrene,PS)四种材料的剪切黏度变化规律.结果发现,两种方法获得的PMMA和PS黏度随口模直径变化的规律相反,指出传统入口修正方法在测量微尺度黏度时存在局限.基于入口收敛流动特征,提出一种考虑微尺度效应下压力影响的测量方法,并用该方法给出四种材料剪切黏度随口模直径变化的真实规律.试验剪切速度范围内,四种材料剪切黏度均随口模直径的减小而减小,平均变化幅度为9.9％～38.3％,并从分子结构角度揭示四种材料黏度变化程度不同的机理.基于黏度变化规律,采用唯象性方法建立适用于宏一微观尺度下的黏度模型.试验结果表明该模型的理论预测结果与试验结果平均误差小于3.7％,验证了模型的正确性和有效性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵丹阳	大连理工大学机械工程学院	74	472	12.0	17.0
2	王敏杰	大连理工大学机械工程学院	204	2163	24.0	33.0
3	田慧卿	大连理工大学机械工程学院	6	51	5.0	6.0