影响塑料熔体粘度的因素

塑料熔体的剪切变稀 塑料熔体为非牛顿流体，一个与注射成型密切相关的加工性是塑料熔体的剪切变稀，流体的粘度不随剪切速率变化而变化，这种流体称之为牛顿流体，如水、气体、低分子化合物液体或溶液为典型的牛顿流体，如果流体的粘度依赖于对其的剪切速率，这样的流体为非牛顿流体，大部分塑料熔体表现为非牛顿流体的特性。非牛顿流体也有多种，塑料在熔融状态下表现出来的特性在图4的坐标中，呈现的是一条切应力先迅速上升而后缓慢上升的曲线，并且不存在屈服应力，这就是塑料熔体剪切变稀的流动特性。即剪切速率的增加要比切应力的增加来得快，如图4所示。与之相对应的是剪切变厚的现象。但是常见的塑料熔体都呈现的是剪切变稀，也就是随着剪切速率的增加，熔体的粘度要降低，粘度降低有助于塑料熔体在模具型腔中的流动和填充。注塑过程中塑料要通过料筒加热，然后经过注塑机的喷嘴，进入模具的主流道，流道以及模具的浇口，最后进入型腔。熔体经过各个部分的剪切速率和粘度关系如图5所示，该图表明，塑料熔体在料筒中粘度较高，流动速度也小，到达浇口后，由于浇口的收缩作用，使得熔体流动速度增加，增大了剪切速率，降低了熔体的粘度，有利于熔体的充模。宽MWD树脂比窄分布树脂剪切变稀程度大。   影响粘度的几个因素粘度是塑料加工性最重要的基本概念之一，是对流动性的定量表示，影响粘度的因素有熔体温度、压力、剪切速率以及相对分子质量等，下面分别叙述。（1）温度的影响      由前面的分析已经知道，塑料的粘度是剪切速率的函数，但是，塑料的粘度同时也受到温度的影响。所以，只有剪切速率恒定时，研究温度对粘度的影响才有实际意义。一般说，塑料熔体粘度的敏感性要比对剪切作用敏感强。研究表明，随着温度的升高，塑料熔体的粘度呈指数函数方式下降。这是因为，温度升高，必然使得分子间，分子链间的运动加快，从而使得塑料分子链之间的缠绕降低，分子之间的距离增大，从而导致粘度降低。易于成型，但制品收缩率大，还会引起分解，温度太低，熔体粘度大，流动困难，成型性差，并且弹性大，也会使制品的形状稳定性差。
     但是不同的塑料粘度对于温度的程度不同。聚甲醛对温度的变化最不敏感，其次是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯，最敏感的要数乙酸纤维素，表1中列出了一些常用塑料对于温度的敏感程度。非常敏感的塑料，温控十分重要，否则粘度较大变化，使操作不稳定，影响产品质量。表1   一些塑料粘度受温度的影响程度塑料CAPSPPPEPOM对温度敏感度最高较高高一般差