[发明专利]一种测算高分子材料粘流活化能的方法

说明书

本发明提供一种用毛细管流变仪测算高分子材料流体粘流活化能的方法，包括步骤一，任取一种或多种热塑性高分子材料的粒料或粉料。步骤二，测量两个剪切速率γ₁与γ₂下，高分子材料随温度变化的表观粘度。步骤三，利用阿伦尼乌斯经验式:E_η＝2.303Rd(lgηa)/d(1/T)用作图法求算活化能；步骤四，用步骤三的公式测量两个剪切速率γ₁的粘流活化能E₁及剪切速率γ₂的粘流活化能E₂。步骤五，用已知的lgγ₁、E₁及lgγ₂、E₂,求出常数a₅及a₃。步骤六，利用步骤五整理的公式E_η＝2.303R(a₅‑a₃lgγ_w)可计算无穷多个剪切速率下的粘流活化能.本发明把剪切速率温度表观粘度间的相关关系转化为函数关系克服了阿伦尼乌斯经验式的隨机性；测算方法准确；快速具有连续取值特点；适用范围广，方便技术人员操作。

技术领域

本发明属于高分子材料检测领域，具体涉及一种测算高分子材料粘流活化能的方法。

背景技术

粘流活化能是描述材料粘度与温度依赖性的物理量，定义为流动过程中，流动单元用于克服位垒，由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量，是判断材料流动性的重要参数。

目前测试粘流活化能常用的方法为：确定一个剪切速率，测试不同温度下的表观黏度，最后利用阿伦尼乌斯公式采用作图法求出一个剪切速率对应的一个粘流活化能，此方法是最为经典的测试方法；但其缺点是如需确定不同剪切速率的粘流活化能，需要变换剪切速率，重新准备样品进行测试，耗费样品量大，需要时间长。

专利CN102053044中记载了测试高分子粘流活化能的另一种方法，测定样品的复数粘度后，利用Cox-Merz规则换算成表观粘度，进而计算出粘流活化能，这种测试方法准确率并未在专利中体现，同时如需测出不同剪切速率下的粘流活化能，也是要重新制备样品进行测试，同样有样品耗费量大且耗时耗力的缺陷。

发明内容

为进一步提高高分子材料粘流活化能的测试准确度及快速得到多个乃至无穷多个剪切速率下的粘流活化能，本发明提供一种测算高分子材料粘流活化能的方法。

一种测算高分子材料粘流活化能的方法，其不同之处在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一，任取一种或多种热塑性高分子材料的粒料或粉料；

步骤二，只需测量两个剪切速率γ₁与γ₂下，高分子材料随温度变化下的表观粘度；

步骤三，利用S.Arrhenius阿伦尼乌斯公式

Eη＝2.303Rd(lgη_a)/d(1/T) (1)

用作图法求得剪切速率γ₁的活化能E₁及剪切速率γ₂的活化能 E₂；

步骤四，将γ₁、E₁及γ₂、E₂代入式Eη＝2.303R(a₅-a₃lgγ_w)求出常数a₅及a₃，其中γ_w为剪切速率；

步骤五，需测算某种高分子材料特定剪切速率下的粘流活化能时，便将所需的剪切速率代入式计算式中，便可得到此剪切速率下的粘流活化能,并可变化剪切速率算出无穷多个粘流活化能。