[发明专利]高聚物动态流变条件下壁滑长度的测试方法在确定高聚物流体真实流变曲线中的应用

说明书

本发明申请是母案申请“一种高聚物动态流变条件下壁滑长度的测试方法”的分案申请，母案申请的申请日为2013年7月3日，母案申请的申请号为2013102771023。

技术领域

本发明涉及高分子流变技术领域，更加具体地说，涉及在动态流变测试中，一种测试高聚物流体壁滑长度的方法。

背景技术

随着材料科学的不断发展，高分子材料得到了广泛的应用，无论是在日常生活中还是在航天航空等高精尖技术领域，高分子材料都是不可或缺的，高分子材料制品的加工和成型对其应用具有重要意义，因此高分子流体流动行为的研究获得了很多关注，但是在流动过程中高分子流体的壁滑现象对其加工条件非常敏感，同时也对材料制品的性能有较大影响，因此高分子流体的壁滑现象对高分子材料加工的进一步发展有着重要意义。

流变学测试是通过给聚合物等流体施加一定的流场，进而测定其在特定流场下流变响应的表征方法，对于了解聚合物等流体中的结构信息和加工过程中材料的流动行为及其控制具有重要意义。如用流变学的方法模拟材料加工过程中的流场条件，进而可以测试出该条件下的流体行为，对了解真正加工过程中流场对流体所产生的作用及其进一步对材料或最终制品的性能所产生的影响有重要参考价值。高聚物流体的壁滑机理和行为方面的研究，多年来已受到国内外学者的关注，很多学者都对静态流变条件下的壁滑问题进行了报道，并确定了用壁滑长度或壁滑速度的表征方法。关于在动态流变条件下的壁滑问题，由于动态流变条件下流体受到的是交变流场，即交变应力或应变下产生有一定相位差滞后的交变应变或交变应力信号，在流场作用下的剪切速率也是交变的，不再是稳态流变中的稳定剪切速率，因此在稳态流变中确立的确定壁滑长度或壁滑速度的方法不再适用于动态流变条件下，如何确定高聚物流体等在动态流变条件下的壁滑情况，了解和掌握其中的真实流场，成为一个有一定技术难度的问题，而要发挥动态流变方法在关联聚合物流体结构和流变行为之间的关系方面与稳态流变相比所具有的优势，并一定程度上用于反映不同加工条件下的流体行为，确定出动态流变条件下的壁滑长度并进而获得流体的真实动态流变行为是非常重要的。

发明内容

本发明的技术目的在于克服现有技术的不足，以解决现有技术在高聚物流体动态流变测试中有关其真实壁滑情况时遇到的困难，即通过使用平行板夹具，以控制应力的模式，测量在不同平行板间距下该聚合物流体的流变行为曲线，如频率扫描曲线，得到曲线与平行板间距之间的关系，进而由此确定动态流变条件下的壁滑长度和流体的真实流变行为。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种高聚物流体在动态流变测试中确定其壁滑情况的测试方法，按照下述步骤进行：

步骤1，把动态力学测定仪器的温度控制选择在需要测试的温度下，向动态力学测定仪器中加入高聚物，并保持在该测定温度下进行测试；

在所述步骤1中，选择带有平行板夹具的动态力学测定仪器，例如旋转流变仪，并在平行板间放置已经裁制好与平行板尺寸相同的聚合物样片；在测试中需要保持高聚物处于流体状态，选择需要测试的温度一般为高聚物可流动温度(熔点或者粘流温度)之上，再加入高聚物后待其形成流体后进行测试；选择的测试温度下高聚物不能流动，选择先在高聚物可流动温度下向动态力学测定仪器中加入高聚物样片，待其形成流体后，然后降低到测试温度并保持流体状态；

步骤2，调整平行板间距H为预设值Hs，并设定应力值，在线性粘弹区内对高聚物施加周期性剪切应力作用，在测定仪器的频率范围内逐渐增大角频率，以获得相应角频率对应的储能模量，并选择该平行板间距Hs时得到的储能模量-角频率曲线作为基准曲线f_s；

步骤3，调整平行板间距H为H₁、H₂、......H_n，在相同的应力值和频率变化范围内，扫描得到相应的储能模量-角频率曲线f₁、f₂、......f_n；