U-PVC干混粉料流变行为的研究

摘要

U-PVC (unplastic PVC)管材和异型材具有良好的力学性能和耐腐蚀性，已被广泛应用于各个领域。由于U-PVC配方体系复杂，其塑化过程和流变行为的表征尚不明确。虽然转矩流变曲线可以描述U-PVC干混粉料的塑化过程，但是它与U-PVC干混粉料的塑化程度及加工时熔体的粘度之间的对应关系还不清楚，指导生产的作用受到限制。本文针对这一问题，结合扫描电子显微镜和螺杆挤出式毛细管流变仪对U-PVC干混粉料在转矩流变仪中的流变行为进行了研究。 本论文利用扫描电子显微镜，研究了U-PVC干混粉料在转矩流变仪中熔融、塑化时物料形态的变化，并分析了转矩升降变化的规律和原因。发现在转矩流变曲线上加料峰以后U-PVC树脂晶粒就不断地被粉碎为初级粒子及其附聚体；转矩的升降是多种作用的联合结果。 本论文还研究了温度和剪切力与 U-PVC干混粉料在转矩流变仪中流变行为之间的关系，结果表明：剪切力和温度的提高有助于提高U-PVC干混粉料的塑化程度和熔体的流动性。本论文首次利用塑化转矩差来表征U-PVC干混粉料的塑化程度。 本论文把转矩流变仪和螺杆挤出式毛细管流变仪得出的结果统一到一起，对U-PVC干混粉料在转矩流变仪中熔融塑化后的熔体粘度进行了分析，结果表明：U-PVC干混粉料在转矩流变仪中混炼，随着转矩流变仪预设温度的增加，其熔体粘度减小；塑化时间越长，其熔体粘度越大；熔融峰转矩数值大，其熔体粘度也大，并得出了熔体粘度变化程度的实验规律。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1 U-PVC塑料行业背景概述

1.2聚氯乙烯树脂概述

1.2.1聚氯乙烯树脂的制备

1.2.2聚氯乙烯树脂的颗粒形态

1.2.3聚氯乙烯树脂的分子结构及规格

1.2.4聚氯乙烯树脂的塑化程度

1.3硬聚氯乙烯塑料的改性

1.4流变学简介

1.5本课题研究目的及研究意义

1.6本论文的主要工作

第2章U-PVC塑料的流动和塑化特性

2.1牛顿型流动与非牛顿型流动

2.2幂率函数方程及粘性流变曲线

2.3对熔体粘度影响的因素

2.3.1相对分子质量及其分布对熔体粘度的影响

2.3.2支化对熔体粘度的影响

2.3.3温度对熔体粘度的影响

2.4 U-PVC物料的塑化

2.4.1塑化及塑化度

2.4.2塑化度与制品力学性能的关系

2.4.3塑化度的表征

2.5 U-PVC塑料塑化机理研究的发展

2.6本章小结

第3章U-PVC干混粉料加工性能的评价

3.1转矩流变仪

3.1.1转矩流变仪的组成

3.1.2转矩流变仪的结构和功能

3.1.3转矩流变曲线

3.2螺杆挤出式毛细管流变仪

3.2.1螺杆挤出式毛细管流变仪的结构

3.2.2螺杆挤出式毛细管流变仪的工作原理

3.2.3 U-PVC物料熔体在毛细管口模中的流动

3.2.4螺杆挤出式毛细管流变仪测出的流变曲线

3.3双螺杆挤出机

3.4本章小结

第4章转矩流变仪中U-PVC干混粉料的塑化

4.1利用转矩流变仪实验可重复性验证

4.2 U-PVC干混粉料在转矩流变仪中的塑化过程

4.2.1实验内容

4.2.2实验分析

4.2.3实验小结

4.3温度和剪切力对U-PVC干混粉料塑化过程影响的研究

4.3.1实验过程

4.3.2实验分析

4.4本章小结

第5章U-PVC物料在毛细管流变仪中的挤出

5.1利用螺杆挤出式毛细管流变仪实验可重复性验证

5.2 U-PVC物料在螺杆挤出式毛细管流变仪中挤出的实验

5.2.1实验前的准备

5.2.2实验内容

5.2.3实验结果及分析

5.3毛细管流变仪与转矩流变仪的关系

5.3.1 U-PVC干混粉料在转矩流变仪中的混炼

5.3.2 U-PVC颗粒状物料在螺杆挤出式毛细管流变仪中的挤出

5.3.3毛细管流变仪与转矩流变仪的联系

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢