德國NETZSCH研究級(jí)毛細(xì)管流變儀

流變性能會(huì)影響材料工藝的各個(gè)階段——從配方研發(fā)，加工穩(wěn)定性到產(chǎn)品性能。毛細(xì)管流變儀以雙孔料筒作為標(biāo)準(zhǔn)方法，可以進(jìn)行絕對(duì)剪切粘度測(cè)量，并同時(shí)計(jì)算延展（拉伸）粘度。

測(cè)量特性

非牛頓流體剪切相關(guān)行為的黏度剖面，用來模擬加工或使用條件

用于材料分類的粘彈性指紋，以確定類固體或類液體行為的程度

優(yōu)化和評(píng)估分散穩(wěn)定性

油漆和涂料的觸變性測(cè)定，評(píng)估產(chǎn)品應(yīng)用和最終成品質(zhì)量

聚合物分子結(jié)構(gòu)對(duì)材料粘彈性的影響，從而影響材料加工以及使用。

確定食品和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，以提高擠出或擴(kuò)散能力

粘接或膠凝系統(tǒng)的固化成型

藥物，特別是生物藥

德國NETZSCH研究級(jí)毛細(xì)管流變儀

應(yīng)用實(shí)例

幾十年來，耐馳在應(yīng)用方面積累了海量的經(jīng)驗(yàn)。我們希望能通過這些經(jīng)驗(yàn)，拋磚引玉，為客戶的實(shí)際應(yīng)用帶來啟發(fā)。

聚合物加工過程中分子結(jié)構(gòu)與流變特性的變化

聚苯乙烯（PS）與聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是兩種使用廣泛的合成聚合物。不管PS還是PMMA，熔融與模塑都是這些聚合物需要經(jīng)受的常規(guī)工藝。因此理解它們?cè)谶@類工藝處理中性能會(huì)發(fā)生怎樣的變化十分重要。本應(yīng)用案例在模擬模塑的情況下，研究了這兩種聚合物對(duì)模塑應(yīng)力的響應(yīng)，描述了當(dāng)PS與PMMA樣品被重復(fù)地?cái)D出通過毛細(xì)管流變儀時(shí)，發(fā)生的分子與流變性能的變化。使用毛細(xì)管流變儀測(cè)量了熔體粘度的改變 PS與PMMA樣品各一。擠出通過 Rosand RH10 毛細(xì)管流變儀。PS樣品在200℃下運(yùn)行，PMMA樣品則在230℃下運(yùn)行。兩種樣品的擠出過程均使用了從20到2000 s-1 的剪切速率表。在收集樣品后，再次擠出通過流變儀，如此重復(fù)四次。由此，對(duì)于每種聚合物各收集了五個(gè)樣品，分別為原始聚合物、以及經(jīng)受過四次流變循環(huán)的材料，將這些樣品溶解在THF中，濃度2-5mg/ml。使用兩臺(tái)馬爾文T6000M混合床SVB柱對(duì)樣品進(jìn)行分離，并使用馬爾文OMNISEC系統(tǒng)（包含折射率指數(shù)RI、UV-Vis、小角光散射LALS、粘度計(jì)IV四種檢測(cè)器）進(jìn)行分析。 圖1顯示了兩種聚合物的粘度隨剪切速率的降低現(xiàn)象，它們經(jīng)歷剪切變稀，在重復(fù)擠出循環(huán)中，這一行為并無太大改變。 現(xiàn)在僅對(duì)低剪切速率（20 s-1）下的粘度進(jìn)行對(duì)比。該值對(duì)分子量與分子結(jié)構(gòu)的改變更敏感，看起來似乎在這一剪切速率下，分子量的細(xì)微的差異并不會(huì)顯著地影響PS的熔體粘度（圖2左）。然而，在該剪切速率下，可以觀察到PMMA樣品熔體粘度的小的變化趨勢(shì)（圖2右）。隨著每一通過流變儀的循環(huán)，PMMA樣品的熔體粘度似乎略微增加，這與分子量的增大同步發(fā)生。選擇該剪切速率進(jìn)行比較，是因?yàn)榱慵羟姓扯葟?qiáng)烈地與樣品的分子量相關(guān)，而20 s-1是該測(cè)試所及的 ZUI低剪切粘度。如需在更低的剪切速率下測(cè)量粘度，可以使用Kinexus旋轉(zhuǎn)流變儀。 本應(yīng)用實(shí)例的結(jié)果展示了使用多種聚合物表征工具表征聚合物性質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，以及不同的聚合物是如何對(duì)相同的處理工藝有著不同的響應(yīng)。 PS樣品顯示了在聚合物經(jīng)受模塑工藝時(shí)，其典型地可以期待的降解方式。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，在通過流變儀的每一循環(huán)之后，它的分子量非常穩(wěn)定地下降。它的結(jié)構(gòu)不受影響。雖然這些變化非常微弱，在流變測(cè)量結(jié)果中并不顯著，但很明顯這些變化將會(huì)緩慢地改變制造的模塑部件的性能表現(xiàn)，在此情況下，可能造成最終產(chǎn)品質(zhì)量下降。另一方面，PMMA顯示了相當(dāng)不同的行為。與PS不同的是，PMMA分子量在模塑過程中實(shí)際增加，這可能是由于高分子鏈的交聯(lián)所致。這一效應(yīng)導(dǎo)致熔體粘度的輕微增加。這可能導(dǎo)致由于對(duì)模壓的阻礙增大，模塑部件超出指標(biāo)。