Die Viskosität ist einer der wichtigsten Grundfaktoren der Kunststoffverarbeitung, ist der quantitative Ausdruck der Fließfähigkeit. Die Viskosität wird durch Schmelztemperatur, Druck, Scherrate und relatives Molekulargewicht beeinflusst, die hier im Detail diskutiert werden.
- Temperaturen
Der Einfluss der Temperatur auf die Viskosität ist bei der Bestimmung der Schergeschwindigkeit von praktischer Bedeutung. Im Allgemeinen ist die Empfindlichkeit der plastischen Schmelzviskosität stärker als die der bloßen Wirkung. Mit steigender Temperatur nimmt die Viskosität der Kunststoffschmelze exponentiell ab. Dies liegt daran, dass mit steigender Temperatur die Bewegung der intermolekularen Ketten beschleunigt wird, wodurch die Verschränkung der Kunststoffketten verringert wird und die Vergrößerung des Abstands zwischen den Molekülen zu einer Abnahme der Viskosität führt
Bei verschiedenen Kunststoffen beeinflusst die Viskosität die Temperatur in unterschiedlichem Maße. Polyformaldehyd ist am wenigsten temperaturempfindlich, gefolgt von Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und Celluloseacetat. Im praktischen Betrieb kann für eine Schmelze mit guter Temperaturempfindlichkeit in Betracht gezogen werden, die Kunststoffformtemperatur im Formprozess zu verbessern, um das Kunststofffließverhalten zu verbessern, wie PMMA, PC, CA, PA. Bei Kunststoffen mit geringer Empfindlichkeit ist die Erhöhung der Temperatur jedoch nicht offensichtlich, um das Fließverhalten zu verbessern. Verwenden Sie daher im Allgemeinen nicht das Verfahren zur Erhöhung der Temperatur, um ihre Fließeigenschaften zu verbessern.
- Druckscheiben
Kunststoffschmelzen sind aufgrund der winzigen Abstände zwischen den Molekülen und zwischen ihren Ketten, den sogenannten freien Volumina, komprimierbar. Während des Spritzvorgangs kann der maximale Außendruck auf den Kunststoff bis zu zehn oder sogar hundert MPa betragen. Unter Einwirkung dieses Drucks nimmt der Abstand zwischen den Makromolekülen ab und die Zunahme der intermolekularen Kraft erschwert die Kettenversetzung, was sich in der Erhöhung der Gesamtviskosität widerspiegelt. Aber unterschiedliche Kunststoffe unter gleichem Druck, der Grad der Viskositätserhöhung ist nicht gleich. Polystyrol (PS) ist am druckempfindlichsten, dh bei Druckerhöhung steigt die Viskosität schnell an. Im Vergleich zu Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) hat Polyethylen hoher Dichte (HDPE) einen geringeren Einfluss auf die Viskosität unter Druck.
Übermäßiger Druck kann die Flüssigkeitsfüllung erheblich verbessern. Aufgrund des Viskositätsanstiegs kann die Füllleistung manchmal nachlassen, was nicht nur zu übermäßigem Leistungsverlust und übermäßigem Verschleiß der Ausrüstung führt, sondern auch zu Überlauf und erhöhter Eigenspannung der Produkte und anderen Mängeln führt. Aber zu hoher Druck wird auch zu Produktverformungen und anderen Einspritzfehlern führen, was zu einem übermäßigen Stromverbrauch führt, zu niedriger Druck führt zu einer Materialknappheit.
- Schergeschwindigkeit
Je höher die Scherrate, desto niedriger die Viskosität. Bei sehr niedrigen und sehr hohen Schergeschwindigkeiten ändert sich die Viskosität wenig mit der Schergeschwindigkeit. Obwohl die Viskosität der meisten Kunststoffschmelzen mit zunehmender Schergeschwindigkeit abnimmt, variiert die Empfindlichkeit verschiedener Kunststoffe gegenüber der Schergeschwindigkeit (Scherspannung). Innerhalb eines bestimmten Schergeschwindigkeitsbereichs kann eine Erhöhung der Schergeschwindigkeit die Viskosität von Kunststoffen deutlich reduzieren und ihr Fließverhalten verbessern. Die Prozesseinstellung sollte möglichst in einem Bereich erfolgen, in dem die Schmelzviskosität schergeschwindigkeitsunempfindlich ist, da sonst durch Schergeschwindigkeitsschwankungen instabile Verarbeitungs- und Qualitätsmängel von Kunststoffprodukten verursacht werden.
- Kunststoff-Struktur
mit der Zunahme der relativen durchschnittlichen Molekularmasse bei einer bestimmten Temperatur, je größer die relative Molekularmasse, desto stärker die intermolekulare Kraft und desto höher die Viskosität. Je kleiner das relative Molekulargewicht von Kunststoffen ist, desto geringer ist die Abhängigkeit der Viskosität von der Schergeschwindigkeit. Je höher das Molekulargewicht, desto stärker die Abhängigkeit der Viskosität von der Schergeschwindigkeit. Das Harz mit breiter Molekulargewichtsverteilung und bimodaler Molekulargewichtsverteilung hatte eine niedrige Schmelzviskosität und eine gute Verarbeitbarkeit. Die Kette mit niedrigem Molekulargewicht kann die Fließfähigkeit der Harzschmelze verbessern.
- Niedermolekulares Additiv
Ein niedriges Molekulargewicht kann die Kraft zwischen makromolekularen Ketten verringern, wodurch die Schmelzviskosität und die Viskositätsfluidisierungstemperatur verringert werden. Die Viskosität der Polymerschmelze wirkt sich direkt auf die Schwierigkeit des Spritzgießens aus. Wenn die Formtemperatur des Kunststoffs unter seine Zersetzungstemperatur geregelt wird und die Scherrate 103–1 Sekunden beträgt und die Schmelzviskosität 50–500 Parasekunden beträgt, Spritzgießen ist einfacher. Aber wenn die Viskosität zu groß ist, muss es einen höheren Einspritzdruck haben, die Größe des Produkts ist begrenzt und das Produkt ist auch anfällig für Fehler; Wenn die Viskosität zu gering ist, ist das Phänomen des Formüberlaufs schwerwiegend, die Produktqualität ist nicht einfach zu garantieren, in diesem Fall muss die Düse eine selbsthemmende Vorrichtung haben.
