TPE材料因其兼具橡膠的彈性和塑料的加工便利性，在汽車、醫(yī)療、電子及日用品領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但TPE在熔融狀態(tài)下屬于典型的非牛頓流體(假塑性流體)，其熔體黏度并非恒定不變，而是隨著剪切速率的增加而顯著降低。在注塑、擠出等實(shí)際加工過程中，TPE材料所經(jīng)歷的剪切速率跨度極大。因此，準(zhǔn)確測(cè)試TPE在不同剪切速率下的流變特性，是指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)設(shè)定以及材料配方的關(guān)鍵。目前，業(yè)內(nèi)針對(duì)TPE材料的剪切速率測(cè)試，主要依托四種核心方法，下面就跟隨蘇州中塑王TPE小編一起來(lái)看看吧!

　　TPE材料剪切速率測(cè)試方法如下：

　　1、毛細(xì)管流變儀測(cè)試法：

　　毛細(xì)管流變儀是目前測(cè)定聚合物熔體在高剪切速率下流變性能直接、接近實(shí)際加工狀態(tài)的測(cè)試手段。其原理是將TPE顆粒加入加熱料筒中熔融，然后通過柱塞以設(shè)定的恒定速度將熔體從底部特定長(zhǎng)徑比的毛細(xì)管口模中擠出。通過測(cè)量柱塞的壓力降和擠出速度，可以計(jì)算出不同剪切速率下的真實(shí)表觀黏度。

　　這種方法的顯著優(yōu)勢(shì)在于其測(cè)試的剪切速率范圍極寬，完美覆蓋了TPE注塑和擠出成型時(shí)的真實(shí)工況。通過不同長(zhǎng)徑比口模的對(duì)比測(cè)試，還可以進(jìn)行Bagley校正和Rabinowitsch校正，從而獲得極其精準(zhǔn)的真實(shí)剪切速率和黏度數(shù)據(jù)。其局限性在于設(shè)備成本較高，測(cè)試操作相對(duì)復(fù)雜，且每次測(cè)試后清理殘留物料較為繁瑣。

　　2、旋轉(zhuǎn)流變儀測(cè)試法：

　　旋轉(zhuǎn)流變儀通常采用平行平板或錐板夾具，將TPE熔體夾在上下兩個(gè)圓盤之間，通過馬達(dá)驅(qū)動(dòng)圓盤旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)，測(cè)量扭矩來(lái)計(jì)算黏度。在穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)模式下，可以通過控制旋轉(zhuǎn)角速度來(lái)施加不同的剪切速率。

　　旋轉(zhuǎn)流變儀的特點(diǎn)是其測(cè)試的剪切速率范圍偏低，非常適合研究TPE在低剪切條件下的流變行為、分子量分布以及填料分散狀態(tài)。它不僅能測(cè)量穩(wěn)態(tài)剪切黏度，還能進(jìn)行動(dòng)態(tài)振蕩測(cè)試，從而同時(shí)獲取材料的儲(chǔ)能模量和損耗模量。不過，由于高剪切下TPE熔體極易在平板邊緣發(fā)生爬桿效應(yīng)或熔體破裂，旋轉(zhuǎn)流變儀難以測(cè)量注塑級(jí)別的高剪切黏度數(shù)據(jù)。

　　3、熔體流動(dòng)速率儀測(cè)試法：

　　熔體流動(dòng)速率儀是塑料行業(yè)基礎(chǔ)的質(zhì)量控制設(shè)備。雖然它本質(zhì)上并非專業(yè)的流變儀，但通過測(cè)量TPE在特定溫度和負(fù)荷下10分鐘內(nèi)擠出的克數(shù)(MFR)或體積(MVR)，可以間接反映材料的流動(dòng)性。

　　雖然熔指儀只能提供一個(gè)固定條件下的“單點(diǎn)”數(shù)據(jù)，但通過特定的物理公式換算，可以粗略估算出該測(cè)試條件下的表觀剪切速率和表觀黏度。部分高級(jí)熔指儀支持多負(fù)荷測(cè)試或改變口模長(zhǎng)徑比，從而測(cè)得幾個(gè)不同剪切速率下的黏度點(diǎn)，用于繪制近似的流動(dòng)曲線。該方法勝在設(shè)備便宜、操作極簡(jiǎn)、測(cè)試快速，是TPE原料廠和注塑廠進(jìn)行來(lái)料檢驗(yàn)和批次穩(wěn)定性控制的首選，但不適合用于深度的流變學(xué)研究。

　　4、動(dòng)態(tài)振蕩測(cè)試與Cox-Merz法則：

　　在TPE材料的剪切速率測(cè)試中，動(dòng)態(tài)振蕩測(cè)試是一種極其重要的間接評(píng)價(jià)手段。通過旋轉(zhuǎn)流變儀對(duì)TPE熔體施加頻率掃描，可以獲得復(fù)數(shù)黏度隨頻率變化的曲線。根據(jù)著名的Cox-Merz法則，對(duì)于大多數(shù)均相聚合物熔體，其穩(wěn)態(tài)剪切黏度與動(dòng)態(tài)復(fù)數(shù)黏度在數(shù)值上高度相等(即 η(γ?) = η*(ω))。

　　這意味著，雖然動(dòng)態(tài)振蕩測(cè)試沒有直接施加“剪切速率”，但科研人員可以通過繪制復(fù)數(shù)黏度-頻率曲線，利用Cox-Merz法則經(jīng)驗(yàn)性地將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)態(tài)剪切黏度-剪切速率曲線。這種方法在不破壞材料結(jié)構(gòu)的前提下，能夠極快地掃描出極低到中高剪切速率范圍內(nèi)的全流變圖譜，尤其適用于含有交聯(lián)結(jié)構(gòu)或特殊填充物的TPE材料的動(dòng)態(tài)流變特性分析。

　　對(duì)于追求快速質(zhì)量把控的工廠，熔指儀足以勝任“守門員”的角色;若要獲取真實(shí)加工條件下的流變數(shù)據(jù)以指導(dǎo)工藝調(diào)優(yōu)，毛細(xì)管流變儀是不可替代的“主力軍”;而為了深入研究TPE的分子結(jié)構(gòu)、配方機(jī)理及低剪切流變行為，旋轉(zhuǎn)流變儀與動(dòng)態(tài)振蕩法則提供了最精密的“顯微鏡”。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師應(yīng)根據(jù)研發(fā)目的、測(cè)試成本及所需的剪切速率范圍，靈活選擇或組合使用這些測(cè)試方法，方能真正解鎖TPE材料的加工密碼。