La influencia de las materias primas del agente de recubrimiento en la viscosidad
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Varios factores que afectan la viscosidad
La viscosidad es uno de los más importantes Los conceptos básicos de las propiedades de procesamiento del polietileno es la expresión cuantitativa de la fluidez. Los factores que afectan la viscosidad incluyen la temperatura de fusión, la presión, la velocidad de corte y el peso molecular relativo. , presentado por separado a continuación.
(1) Efecto de la temperatura
Del análisis anterior, se puede ver que la viscosidad del polietileno es función de la velocidad de corte, pero la viscosidad del polietileno también se ve afectada por temperatura. Por lo tanto, tiene importancia práctica estudiar el efecto de la temperatura sobre la viscosidad sólo cuando la velocidad de corte es constante.
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Justicia. En general, la viscosidad del polietileno fundido es más sensible que el corte. Los resultados muestran que a medida que aumenta la temperatura, la viscosidad del polietileno fundido disminuye exponencialmente. Esto se debe a que a medida que aumenta la temperatura, el movimiento entre moléculas y cadenas moleculares se acelerará, lo que reducirá el entrelazamiento entre las cadenas moleculares de polietileno y aumentará la distancia entre las moléculas, lo que resultará en una disminución de la viscosidad. Es fácil de formar, pero la tasa de contracción del producto es alta, lo que también provocará descomposición. La temperatura es demasiado baja, la viscosidad de la masa fundida es alta, no es fácil de fluir, la conformabilidad es deficiente y la elasticidad es alta. alto, lo que también provocará que la estabilidad de la forma del producto sea deficiente.
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Sin embargo, diferentes viscosidades de polietileno tienen diferentes grados de temperatura. El polioximetileno es el menos sensible a los cambios de temperatura, seguido del polietileno, polipropileno y poliestireno, y el acetato de celulosa es el más sensible. La Tabla 1 enumera la sensibilidad a la temperatura de algunos polietilenos de uso común. Para el polietileno muy sensible, el control de la temperatura es muy importante; de lo contrario, la viscosidad cambia mucho, lo que hace que la operación sea inestable y afecte la calidad del producto.
En la práctica, para masas fundidas con buena sensibilidad a la temperatura, se puede considerar aumentar la temperatura de moldeo del polietileno durante el proceso de moldeo para mejorar la fluidez del polietileno.
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Características dinámicas, como PMMA, PC, CA, PA. Para polietileno con poca sensibilidad, aumentar la temperatura no mejora significativamente las propiedades de flujo, por lo que, en general, aumentar la temperatura no puede mejorar las propiedades de flujo. Para los polietilenos no polares como POM, PE y PP, incluso si la temperatura aumenta mucho, la viscosidad cae muy poco. Además, el aumento de la temperatura debe estar limitado por ciertas condiciones, es decir, la temperatura de moldeo debe estar dentro del rango de temperatura de moldeo permitido del polietileno, de lo contrario el polietileno se degradará. La pérdida de equipos de moldeo es grande, las condiciones de trabajo se deterioran y la ganancia supera la pérdida. Utiliza la energía de activación para representar sustancias.
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La relación entre viscosidad y temperatura tiene importancia cuantitativa. La Tabla 2 muestra las energías de activación de algunos polietilenos a bajas velocidades de corte.
(2) Efecto de la presión
Hay un pequeño espacio entre las moléculas y las cadenas moleculares en el polietileno fundido, que se llama volumen libre. Entonces el polietileno es comprimible. Durante el proceso de inyección, la presión externa máxima que experimenta el polietileno puede alcanzar decenas o incluso cientos de MPa. Bajo esta presión, la distancia entre las macromoléculas disminuye, el rango de actividad de los segmentos de la cadena disminuye, la distancia entre las moléculas disminuye y la interacción entre las moléculas disminuye.
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A medida que aumenta la fuerza, la dislocación entre cadenas se vuelve más difícil, lo que indica un aumento en la viscosidad general.
Sin embargo, bajo la misma presión, la viscosidad de diferentes polietilenos aumenta de manera diferente. El poliestireno (PS) es el más sensible a la presión, es decir, a medida que aumenta la presión, la viscosidad aumenta rápidamente. El polietileno de alta densidad tiene un efecto menor sobre la viscosidad que el polietileno de baja densidad, y el polipropileno se ve afectado por la presión tanto como el polietileno moderado.
El hecho de que aumentar la presión resulte en un aumento de la viscosidad sugiere que el poli se puede mejorar simplemente aumentando la presión.
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El caudal de la masa fundida de etileno es inadecuado. La presión excesiva no sólo no puede mejorar significativamente el rendimiento de llenado del fluido, sino que a veces también puede disminuir el rendimiento de llenado debido al aumento de la viscosidad, lo que no sólo provoca una pérdida excesiva de potencia y un desgaste excesivo del equipo, sino que también provoca inflamación y aumenta el contenido interno. del producto. Además, si la presión es demasiado alta, se producirán defectos en el moldeo por inyección, como la deformación del producto, lo que provocará un consumo excesivo de energía. Pero si la presión es demasiado baja, puede producirse escasez de material.
Combinado con el efecto de la temperatura sobre la viscosidad, se puede encontrar que dentro de los parámetros normales de procesamiento del polietileno, el aumento de presión afecta la viscosidad del polietileno fundido.
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Los efectos y efectos de bajar la temperatura sobre la viscosidad del polietileno son similares. Por ejemplo, para muchos polietilenos, cuando la presión aumenta a 100 MPa, el cambio de viscosidad equivale a una caída de temperatura de 30 a 50°C.
(3) Efecto de la velocidad de corte
A medida que aumenta la velocidad de corte, la viscosidad del polietileno generalmente disminuye. Sin embargo, cuando la velocidad de corte es muy baja y muy alta, la viscosidad apenas cambia con la velocidad de corte.
Bajo la premisa de cierta temperatura y presión, diferentes polietilenos tienen diferentes grados de reducción de viscosidad.
En otras palabras,
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Aunque la viscosidad de la mayoría de los polietilenos fundidos disminuye al aumentar la velocidad de corte, la respuesta de diferentes polietilenos a la velocidad de corte (la sensibilidad al esfuerzo cortante) es diferente. .
La sensibilidad de la viscosidad de varios polietilenos comúnmente utilizados a la velocidad de corte se muestra en la Tabla 4.
La implicación de esto es que dentro de un cierto rango de velocidad de corte, aumentar la velocidad de corte reducirá significativamente la viscosidad del polietileno y mejorará su fluidez. Sin embargo, es mejor ajustar el proceso en un rango donde la viscosidad de la masa fundida no sea sensible a la velocidad de corte; de lo contrario, se producirán fluctuaciones en el producto de polietileno debido a la velocidad de corte, inestabilidad en el procesamiento y defectos de calidad.
(4) Influencia de la estructura del polietileno
Para el polietileno, a una temperatura determinada, la viscosidad del polietileno aumenta a medida que aumenta el peso molecular promedio relativo. Cuanto mayor es la masa molecular relativa, más fuerte es la fuerza intermolecular y mayor es la viscosidad.
Cuanto menor sea el peso molecular relativo del polietileno, menor será la dependencia de la viscosidad de la velocidad de corte; cuanto mayor sea el peso molecular, mayor será la dependencia de la viscosidad de la velocidad de corte. Resina de amplia distribución de peso molecular
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y tiene baja viscosidad en estado fundido y excelentes propiedades de procesamiento. Porque la parte de la cadena de bajo peso molecular es beneficiosa para mejorar la fluidez de la resina fundida.
(5) La influencia de los aditivos de bajo peso molecular
Las moléculas bajas pueden reducir la fuerza entre las cadenas macromoleculares y desempeñar un papel "lubricante", reduciendo así la viscosidad de la masa fundida. la temperatura de fluidización viscosa. Si se añaden plastificantes y disolventes, la resina se puede rellenar y moldear fácilmente.
Métodos comunes para mejorar las propiedades de flujo del polietileno
Aumentar la velocidad del tornillo
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Aumentar la temperatura
La disolución de la fibra HSHMPE incluye dos procesos: prehinchamiento y disolución. La temperatura óptima de hinchamiento está relacionada con la naturaleza del disolvente, y el hinchamiento completo requiere una temperatura óptima. cierta cantidad de tiempo. La viscosidad de la solución aumenta con el aumento de la fracción en masa de polietileno o la disminución de la temperatura de la solución, y la energía de activación del flujo de viscosidad de la solución aumenta con el aumento de la fracción en masa de polietileno. El aceite mineral como disolvente tiene mejor solubilidad para las fibras HSHMPE que el queroseno. El mecanismo de extracción de la fibra de gelatina de polietileno es la doble difusión del disolvente de la fibra y el agente de extracción.
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En la actualidad, los disolventes utilizados en la fabricación de fibra HSHMPE incluyen principalmente aceite de parafina y decalina, que constituyen las rutas del proceso de hilado en húmedo y de hilado en seco, respectivamente. El uso de los dos solventes anteriores tiene sus propias ventajas, pero la tecnología nacional para usar aceite de parafina como solvente es relativamente madura y el equipo y la operación son muy confiables. Al mismo tiempo, la patente internacional para la ruta del proceso que utiliza aceite de parafina como solvente ha caducado, mientras que la ruta del proceso que usa decalina como solvente todavía implica una infracción de patente internacional. La ruta del proceso que utiliza aceite de parafina como solvente también se divide en diferentes métodos de implementación del proceso y diferentes configuraciones de equipos, y la brecha de inversión final en equipos también es mayor.
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