塑料熔體的黏度

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1. 塑料熔體的黏度

熔體黏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，黏度越高，流動阻力越大，流動越困難。聚乙烯的分子形狀及其分子量分布不同，其融體黏度將有不同的表現。當融體溫度或施加的壓力所引起速率變化時，將對加聚物或縮聚物的熔體黏度產生影響。(圖1)和(圖2)分別為各種樹酯的熔體黏度與溫度、壓力的關係。

從(圖1)可以看出，醋酸纖維素(CA)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基烯酸甲酯(PMMA)、尼龍(PA)及聚碳酸酯(PC)等樹酯，他們都是隨著溫度的增加而黏度急遽下降的，因此曲線的斜度較大，而聚乙烯和聚甲醛樹酯則對溫度不敏感，見(圖3)。

(圖2)和(圖4)表示測定時因加壓引起速率(稱之為剪切速率)變化時，各樹脂熔體黏度的變化情況。從(圖2)可知，聚苯乙烯及各種聚乙烯樹脂的熔體黏度隨速率的增加表現出急遽下降的傾向，而尼龍、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯及聚碳酸酯的熔體黏度則對速率不敏感。如果把熱塑性聚酯和聚丙烯做比較，在100cm/s以內的低速率區域，當剪切速率改變時熱塑性聚酯的黏度幾乎不變，而聚丙烯樹脂的黏度則隨剪切速率的增加而急速下降。

熱塑性樹脂存在這樣一種傾向，如果其熔體黏度對溫度敏感的話對剪切速率就表現得不敏感；相反，對剪切速率敏感的話對溫度就不敏感。唯一例外的樹脂就是聚苯乙烯，它的熔體黏度不僅對溫度敏感，而且對剪切速率也敏感，見(圖5)。

聚苯乙烯(PS)之所以是最容易成型加工的樹脂，就是因為它能簡單地通過提高熔融溫度，或通過提高熔融樹脂注入模具時的溫度(射出速度)的方法來降低其樹脂黏度。像尼龍這樣含有官能團的樹脂，其最佳成型溫度(實際的射出溫度)都在熔融溫度附近，而且其溫度可調範圍較小；由於活潑原子團組成的加聚物，其最佳成型溫度高得多，溫度可調範圍大，通過提高射出速度的方法都可降低其熔體溫度，加聚物樹脂的特性通過多級射出速度的射出機會得到更好的發揮。