熔體破裂是指聚合物熔體在導管中流動時，如剪下速率大於某一極限值，往住產生不穩定流動，擠出物表面出現凹凸不平或外形發生竹節狀、螺旋狀等畸變．以至支離、斷裂。
基本介紹
- 中文名：熔體破裂
- 外文名：Melt fracture
- 機理：高分子熔體彈性行為
- 學科：物理學
- 原因：材料流入模口時速度過大
- 改善方法：適度提高加工溫度
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簡介
熔體破裂（melt fracture）在擠出成型時擠出速度太大或材料溫度過低，擠出物表面形成不規則凹凸不平，呈竹節枝狀，失去光澤的現象。
原因
發生的原因是材料流入模口時速度過大，不能形成平行線流，或者熔體黏度過高，內應力鬆弛時間要求過長，這些使熔體各點所表現的彈性應變不一樣，從而使擠出物在彈性恢復過程中出現畸變或斷裂現象。此外．在流入口模的角度不適當或口模流路有死角也可發生該現象。
熔體破裂圖片
在高聚物加工時，熔體剪下速率較低時擠出物具有光滑表面和均勻形狀。當剪下速率達到某值時，擠出物表面失去光澤且表面粗糙，類似於橘皮紋。當擠壓速率再升高時，擠出物表面出現眾多的不規則的結節、扭曲或竹節紋，甚至支離和斷裂成碎片或柱段。這種現象稱為熔體破裂。
這些現象說明，在低的剪下應力或速率下，各種因素引起的擾動被熔體黏性所抑制。而在高的剪下應力或速率下，流體的彈性恢復的擾動難以抑制，且發展成不穩定流動，引起流體的破裂，如下圖所示。
熔體破裂圖片機理
熔體破裂的機理目前尚無統一認識，但各種假定都認為這也是高分子熔體彈性行為的表現。
這裡只介紹一種假說：
機頭定型段表面有一定粗糙度，此外定型段表面通常含有雜質，這對聚合物熔體與定型段表面粘附的壽命有不利影響。另一方面，高粘彈性的熔體在定型段的間隙中產生了剪下應力及兩個非零的法向應力。隨著流速的提高，分子在流速方向上發生一定取向，從而阻礙了聚合物分子尺寸與機頭表面粗糙面尺寸完全一致；更重要的是，這會增大界面處熔體的應力。粘彈性力的增加，增加了熔體與界面分離的趨勢。所以當應力超過某一值時，分子鏈與機頭表面出現滑移。這種滑移會影響熔體的流變學特性，使得流動不穩定，因而擠出物表面會出現各種不均勻性。
改善方法
1、將口模入口角變成圓角，減小應力集中現象。
2、根據聚合物本身性質，調整口模定型長度，比如對於LDPE就要減小口模定型長，HDPE則要增加。
3、改善口型區的表面光滑度。
4、適度提高加工溫度。
5、加入加工助劑。
