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嘉峪檢測網 2022-11-05 06:24
熔體粘度是反映塑料熔體流動的難易程度的特性，是熔體流動阻力的度量，粘度越高，流動阻力越大，流動越困難。粘度是塑料加工性最重要的基本概念之一，是對流動性的定量表示，影響熔體粘度的因素有溫度、壓力、剪切速率以及相對分子質量等。
溫度的影響
塑料的粘度是剪切速率的函數，但是，塑料的粘度同時也受到溫度的影響。所以，只有剪切速率恒定時，研究溫度對粘度的影響才有實際意義。一般說，塑料熔體粘度對溫度的敏感性要比對剪切作用敏感強。研究表明，隨著溫度的升高，塑料熔體的粘度呈指數函數方式下降。
這是因為，溫度升高，必然使得分子鏈間的運動加快，從而使得塑料分子鏈之間的纏繞降低，分子之間的距離增大，從而導致粘度降低。溫度較高則易于成型，但制品收縮率大，還會引起分解；溫度太低，熔體粘度大，流動困難，成型性差，并且彈性大，也會使制品的形狀穩定性差。
但是不同的塑料粘度對于溫度的程度不同。聚甲醛對溫度的變化最不敏感，其次是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯，最敏感的要數乙酸纖維素。對溫度非常敏感的塑料，溫控十分重要，否則粘度較大變化，使操作不穩定，影響產品質量。
在實用中，對于溫度敏感性好的熔體，可以考慮在成型過程中提高塑料的成型溫度來改善塑料的流動性能，如PMMA、PC、CA、PA。但是對于敏感性差的塑料，提高溫度對于改善流動性能并不明顯，所以一般不采用提高溫度的辦法來改進其流動特性。
如POM和PE、PP等非極性塑料，即使溫度升幅度很大，粘度卻降低很小。還有，提高溫度必須受到一定條件的限制，就是成型溫度必須在塑料允許的成型溫度范圍之內，否則，塑料就會發生降解。成型設備損耗大，工作條件惡化，得不償失。
壓力的影響
塑料熔體內部的分子之間、分子鏈之間具有微小的空間，即所謂的自由體積。因此塑料是可以壓縮的。注射過程中，塑料受到的外部壓力最大可以達到幾十甚至幾百MPa。在此壓力作用下，大分子之間的距離減小，鏈段活動范圍減小，分子間距離縮小，分子間的作用力增加，致使鏈間的運動更為困難，表現為整體粘度增大。
但是不同塑料在同樣的壓力下，粘度的增大程度并不相同。聚苯乙烯（PS）對于壓力的敏感程度最高，即增加壓力時，粘度增加得很快。高密度聚乙烯與低密度聚乙烯相比，壓力對粘度的影響較小，聚丙烯受壓力的影響相當于中等程度的聚乙烯。
增加壓力引起粘度增加這一事實表明，單純通過增加壓力去提高塑料熔體的流量是不恰當的。過高的壓力不僅不能明顯地改善流體的填充，而且由于粘度的增加，填充性能有時還會有下降的可能，不僅造成過多的功率損耗和過大的設備磨損，還會引起溢料和增加制品內應力等弊病。
此外，壓力過高，還會出現制品變形等注塑缺陷，導致功率的過度消耗。但壓力過低則會造成缺料。
結合溫度對于粘度的影響可以發現，在塑料的正常加工參數范圍內，增加壓力對塑料熔體粘度的影響和降低溫度對于塑料粘度的影響效果相似。例如對于很多塑料，當壓力增加到100 MPa時，其粘度的變化相當于降低溫度30～50℃的作用。
剪切速率的影響
隨著剪切速率的加大，塑料的粘度一般降低。但在剪切速率很低和很高的情況下，粘度幾乎不隨剪切速率變化而變化。在溫度和壓力一定前提下，不同塑料粘度降低程度不相同。
或者說，盡管大多數塑料熔體的粘度是隨著剪切速率的增加而下降的，但是不同的塑料對剪切速率（切應力）的敏感程度是不一樣的。ABS對剪切速率最敏感，PC、PMMA、PVC、PA、PP、PS對剪切的敏感度依次降低，LDPE（最不敏感）。
這一點對使用的啟示是：在一定的剪切速率范圍內，提高剪切速率會顯著降低塑料的粘度，改善其流動性能。盡管如此，寧可選擇在熔體粘度對剪切速率不太敏感的范圍進行工藝調整，否則因為剪切速率的波動，會造成加工不穩定和塑料制品質量上的缺陷。
相對分子質量的影響
對于塑料，在給定溫度下，隨著相對平均分子質量的增大，塑料的粘度增大。相對分子質量越大，分子間作用力越強，于是粘度也高。
塑料的相對分子質量越小，粘度對于剪切速率的依賴程度越小；分子量越大，粘度對于剪切速率的依賴程度越大。分子量分布寬的樹脂和雙峯分子量分布樹脂熔體粘度低和加工性優良。因為低分子量鏈部分有利于提高樹脂熔體流動性。
來源：Internet
