熔體強度是影響聚合物可發泡性的重要物性參數。是指聚合物在熔融狀態下支持自身質量的能力。
基本介紹
- 中文名：熔體強度
- 外文名：Melt Strength
- 定義：聚合物在熔融狀態下支持自身質量
- 簡稱：MS
熔體強度(MS)
熔體強度是影響聚合物可發泡性的重要物性參數。是指聚合物在熔融狀態下支持自身質量的能力. 高分子熔體強度(Melt Strength)，有時也稱為熔體彈性(Melt Elasticity)，是工程上對高分子熔融伸長粘性(Elongational Viscosity)的大約量度，其與高分子的分子量(MW)，分子量分布(MWD)，枝鏈(Branching)多少/長短等有關。其實歸根結底就是取決於高分子熔融狀態下的糾纏度(Degree of Polymer Chain Entanglement at MelT)，糾纏度高，熔體強度就高。所以可以通過枝鏈化或交聯(Cross-linking)來提高高分子熔體強度。
一般來說，熔體強度高的產品比較適合擠出，熔體強度低的產品比較適合注塑；熔體強度和熔指在數值上是成相反方向的，也就是說熔體強度越高，熔指越低。但是是否適合擠出或注塑是沒有明顯區分的，和工藝條件有關。 還有，注塑的熔體強度體現在高剪下下的，因此這裡還是需要注意的。 熔體強度不光和分子量有關，和分子中的支鏈的數量和長度關係很大。
有的時候可以用熔體黏度來表征熔體強度。
對於熔體強度的表征和計算有多種方法：
（1）使用熔體強度測試儀測量，測試儀是將聚合物熔體單軸拉伸，首先熔體從擠出機口模向下擠出，同時被裝在平衡樑上的兩個運動方向相反的棍子牽引。熔體束被拉伸時受的力是輥子均勻加速轉動，直到熔體束斷裂，此熔體束斷裂所受的力定義為“熔體強度”。 （2）用流變拉伸儀確定，在一定溫度下以某一加速度引出熔體線材，記錄拉伸硬度值和引出速率。拉伸強度值可相對反映熔體強度的大小，該值越大，熔體強度越高。如線型PP的熔體線材的記錄值為15cN和100mm/s，而間同立構PP（高熔體強度）為25cN和180 mm/s。
（3）通過熔體彈性表征，熔體彈性是聚合物的彈性回復性能的表現，熔體彈性與熔體強度之間有直接的關係。採用旋轉流變儀在恆定剪下應力1000dyn/cm2(0.1kPa)下測量聚合物熔體的穩態柔量。如對於線性PP和枝化PP的穩態柔量是線性PP的2.5倍。枝化PP熔體彈性的提高改善了泡孔壁強度，並可防止泡孔合併。
（4）根據熔體流動速率（MFR）計算或定性分析，用熔體流動速率（MFR）測定儀和下式來計算熔體強度：MS=3.54*105()
230
02/MFR
rlΔ
式中，MS為熔體強度（Pa.s）；()
lΔ為擠出物直徑減少50%時的擠出物長度（mm）；r0為最初從
模口露出的擠出物半徑（mm），可通過分別測量擠出物長度為1.59mm、6.35mm和12.70mm時的擠出物半徑後外推得到；MFR230是由MFR測試儀測得的在230℃、負荷2.16kg下的MFR值（g/10min）。
