1.熔融粘度高
普通聚乙烯的流動性能,一般可用熔體流動速率(MFR)表示,它是在溫度190t,負荷為2.16kg時測定的。可熱塑加工的聚乙烯的熔體流動速率一般在0.03-30g/10min范圍內,而UHMW-PE熔融時成為橡膠狀的高粘彈體,其熔體流動速率在2.16kg負荷和加大10倍(21.6kg)的條件下均為0,粘度高達109,因此流動性極差。
普通聚乙烯在擠出機中進行加工時,由料斗加人的固態粒料在機筒外熱和螺桿剪切作用下,逐步轉變為粘性流體,即使螺桿設計和溫度條件不理想,也不會產生物料堵塞在機筒中,完全擠不出來的現象。但UHMW-PE的情況完全不同,物料在螺桿上的運動近似為固體輸送過程,即“粉末固體~半固休“高粘彈體”的變化過程,是典型的“塞流”輸送機理,沒有自由流動態,物料容易堵塞在壓縮段抱附螺桿一起旋轉而無法擠出,這是當初使用普通單螺桿擠出機加工UHMW-PE時遇到的最大難題。
實驗研究表明,普通聚乙烯熔融時呈粘流態,從口模擠出后立即下垂,而熔融的UHMW-PE,從高溫口模擠出時其有“自撐強度”,呈半透明固體狀水平向前移動,表現為高粘彈態。由此可知,UHMW-PE熔融時是粘度極高、沒有流動特征的特殊意義的“熔體”。
2.摩擦因數小
UHMW-PE摩擦因數極低,因此在進料過程中容易在加料段發生打滑,無法向前推進,這是螺桿擠出加工時遇到的第二大難題。
3.臨界剪切速率低
熔體破裂出現時的剪切速率稱為臨界剪切速率,它與聚乙烯的相對分子質盆成反比關系。相對分子質量極高的UHMW-PE在剪切速率很低(10-2/s)時就可能產生熔體破裂現象(普通聚乙烯的擠出臨界剪切速率為102/s),因此擠出加工時常會遇到由于熔體破裂而引起裂紋現象。這是加工UHMW-PE的又一大難題。
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