[发明专利]一种微尺度聚合物熔体挤出粘性耗散差分测量方法

说明书

一种微尺度聚合物熔体挤出粘性耗散差分测量方法，本发明涉及聚合物流变学测试技术领域，特别是涉及微尺度聚合物熔体挤出流动粘性耗散测量方法。本发明要解决现有方法在口模的入口段，会产生粘性耗散热量损失，导致测量方法准确度低的技术问题。方法：一、安装微尺度聚合物熔体挤出粘性耗散测量装置；二、装入聚合物颗粒，设置流变仪；三、测量第一次粘性耗散温度；四、更换毛细管口模，重新安装测量装置；五、重复步骤二和步骤三的操作，测量第二次粘性耗散温度；六、计算。本发明采用差分法之后，通过差分计算，消除了因口模入口段引起的粘性耗散误差，提高了粘性耗散平均温升的测量精度。本发明用于测量聚合物熔体挤出粘性耗散。

技术领域

本发明涉及聚合物流变学测试技术领域，特别是涉及微尺度聚合物熔体挤出流动粘性耗散测量方法。

背景技术

粘性耗散是聚合物熔体挤出流动过程中固有的物理现象。流体在流动过程中由粘性摩擦力所引起的机械能转换成热能，它将直接影响流体流动过程中的温度变化和流变特性。传统挤出过程中粘性耗散被忽略。在微尺度范围内，粘性耗散很明显，进而影响熔体的流变特性，需对粘性耗散进行测量。一方面由于尺度微小，产生的热量较少，用传统金属口模测量时部分热量被口模带走，另一方面由于聚合物熔体的初始温度确定误差，导致测量精度不高。

发明内容

本发明要解决现有方法在口模的入口段，会产生粘性耗散热量损失，导致测量方法准确度低的技术问题，而提供一种微尺度聚合物熔体挤出粘性耗散差分测量方法。

一种微尺度聚合物熔体挤出粘性耗散差分测量方法，具体按以下步骤进行：

一、将微尺度聚合物熔体挤出粘性耗散测量装置安装在流变仪开口处；

二、将聚合物颗粒料装入流变仪料筒中，采用流变仪的温控系统塑化保持聚合物熔体温度恒定，设定剪切速率；流变仪料筒中的聚合物熔体从毛细管口模流出，直接接触微型温度传感器测量部位；

三、毛细管口模中聚合物熔体稳态流动时粘性耗散产生的热量向毛细管口模传递，毛细管口模温度升高，挤出的聚合物熔体在压力的作用下，将毛细管口模中的环形槽充填满；当聚合物熔体与毛细管口模壁面之间热交换达到平衡时进行温度测量，得到第一次粘性耗散温度；

四、拆卸该微尺度聚合物熔体挤出粘性耗散测量装置，清洗流变仪料筒，更换另外毛细管口模，重新安装微尺度聚合物熔体挤出粘性耗散测量装置；

五、重复步骤二和步骤三的操作，得到第二次粘性耗散温度；

六、计算第一次粘性耗散温度与第二次粘性耗散温度的温度差，以及两个毛细管口模的长度差，完成所述的微尺度聚合物熔体挤出粘性耗散差分测量方法。

步骤一中微尺度聚合物熔体挤出粘性耗散测量装置包括流变仪料筒、套筒、口模支座、毛细管口模、固定套、套筒支座、微型温度传感器和数据采集系统；其中流变仪料筒出口处采用螺纹连接口模支座，在流变仪料筒内，套筒压在口模支座上，流变仪料筒入口处设置毛细管口模并压在套筒上，毛细管口模内部设有环槽的一面向下；套筒支座一端顶住微型温度传感器，另一端坐在口模支座上；固定套一端开设圆孔，另一端加工内螺纹，微型温度传感器测量部位穿过固定套圆孔，固定套压住微型温度传感器，微型温度传感器通过与固定套的螺纹连接固定在口模支座上；微型温度传感器通过连接线与数据采集系统连接；微型温度传感器的连接线穿过套筒支座中心孔和口模支座中心孔。

本发明的有益效果是：本发明在毛细管口模圆孔周围开环形槽，利用挤出聚合物熔体填充环形槽。聚合物熔体低导热率，可以减少粘性耗散热量损失。由于两个毛细管口模在入口部位没有环形槽，且长度相同，在剪切速率、熔体入口温度相同的情况下，从而因粘性耗散热损失相同，由于两个毛细管口模长度不一样，两个毛细管口模的长度相减，测量温度相减，最后的温差就是由长度差引起的温升，从而提高粘性耗散温升测量精度。