有機硅流變性能的測試分析

流變性是指物質(zhì)在外力作用下的變形和流動性質(zhì)，主要指加工過程中剪切力、剪切速率和粘度之間的。使用TRILOS RH-x流變儀可對有機硅的流變性進行測試，從而對其用于注射成型提供支持。

一．恒定剪切速率剪切測試

測試方法：室溫下，對有機硅樣品進行恒定剪切速率的剪切測試，剪切速率為10 1/s。

圖1 樣品測試前的照片

圖2 樣品測試后的照片（PP30轉(zhuǎn)子）

圖3 樣品測試后的照片（CP30-2轉(zhuǎn)子）

由圖可見，使用平板轉(zhuǎn)子PP30（間隙1mm）對有機硅樣品進行恒定剪切速率測試，測試過程中，轉(zhuǎn)子邊緣不斷有樣品擠出，發(fā)生熔體破裂現(xiàn)象。我們再用錐板 CP30-2對樣品進行測試，發(fā)現(xiàn)同樣也會出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象。錐板測試時的間隙為固定值，該錐板的間隙為0.07mm。

測試結(jié)果：

圖4 樣品粘度隨時間的變化，剪切速率為10 1/s（紅-PP30轉(zhuǎn)子，藍-CP30-2轉(zhuǎn)子）

從圖可以看出，在剪切速率為10 1/s時，粘度不斷增大，達到峰值后開始降低。其中，采用錐板CP30-2測出的粘度的變化幅度較大。表明采用錐板測量系統(tǒng)，有機硅形成的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，在低剪切速率下易被破壞。

二．恒定轉(zhuǎn)速剪切測試

測試方法：室溫下，對有機硅樣品進行恒定轉(zhuǎn)速的剪切測試，轉(zhuǎn)速為450 RPM。

圖5 樣品粘度隨時間的變化，轉(zhuǎn)速為450 RPM（PP30轉(zhuǎn)子）

由圖可見，在轉(zhuǎn)速為450RPM時，使用平板轉(zhuǎn)子PP30（間隙1mm）對有機硅樣品進行測試，剛開始粘度快速降低，之后隨著剪切不斷進行，粘度趨于平穩(wěn)。

三．不同轉(zhuǎn)速剪切測試

測試方法：室溫下，對有機硅樣品進行不同轉(zhuǎn)速的剪切測試，轉(zhuǎn)速從200 RPM增至500 RPM。

圖6 樣品粘度隨時間的變化，轉(zhuǎn)速從200 RPM增至500 RPM（PP30轉(zhuǎn)子）

使用平板轉(zhuǎn)子PP30（間隙1mm）對樣品進行測試，隨著轉(zhuǎn)速不斷增大，有機硅樣品的粘度呈現(xiàn)出下降的趨勢。又因為剪切速率=轉(zhuǎn)子系數(shù)x轉(zhuǎn)速，剪切速率與轉(zhuǎn)速成正比，所以粘度也隨剪切速率的增加而減小。這是由于有機硅形成的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，在高轉(zhuǎn)速下易被破壞。

圖7 樣品粘度隨剪切速率的變化，轉(zhuǎn)速從200 RPM增至500 RPM（PP30轉(zhuǎn)子）

總之，TRILOS流變儀適用于不需要設置復雜測試方法的快速單點及完整的流體粘度曲線的日常流變性測試。既可以設定不同的實驗參數(shù)（剪切速率，轉(zhuǎn)速等）、也可選用多種測量系統(tǒng)（錐板、平行板、同軸），是研究有機硅流變性能的有效手段。

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