【摘要】：聚碳硅烷是制備具有高性能的連續(xù)碳化硅纖維和陶瓷基復(fù)合材料的重要原材料,熔融狀態(tài)下的流變性能對聚碳硅烷的加工具有十分重要的意義。由于溫度變化對聚碳硅烷的結(jié)構(gòu)組成與性能影響顯著,常規(guī)的流變測試方法不適用于聚碳硅烷熔體的測試,且目前對聚碳硅烷熔體動態(tài)流變性能的研究非常不成熟,因此,有必要通過探索并建立適合流變測試及分析的方法,來研究聚碳硅烷熔體的動態(tài)響應(yīng)。本論文探索并確定了聚碳硅烷熔體試樣的動態(tài)流變測試程序;在此基礎(chǔ)上獲得了聚碳硅烷熔體在角頻率為0.005 rad/s～500 rad/s、應(yīng)變?yōu)?.0001～1范圍內(nèi)的動態(tài)流變性能;確定了測試結(jié)果可重復(fù)的測試參數(shù)范圍;分析了聚碳硅烷熔體在振蕩剪切下的應(yīng)變信號和應(yīng)力響應(yīng)信號,初步探討了聚碳硅烷熔體的流變學(xué)模型。結(jié)果表明,在軟化點(diǎn)為215 ℃的聚碳硅烷熔體流變實(shí)驗(yàn)中,重復(fù)性最佳的工藝條件是將試樣升溫至315 ℃并保溫10 min,后降至295 ℃并保溫5 min再進(jìn)行測試。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差在10%以內(nèi)的最佳測試參數(shù)范圍是應(yīng)變?yōu)?.001～1,角頻率為0.1 rad/s～100 rad/s。當(dāng)應(yīng)變及角頻率太小時,應(yīng)力響應(yīng)低于儀器有效量程;而應(yīng)變及角頻率太大時,應(yīng)力響應(yīng)無法重復(fù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,雖然應(yīng)力響應(yīng)信號的主頻與正弦應(yīng)變頻率一致,但存在相位差以及不可忽略的非正弦響應(yīng)。分析結(jié)果表明,聚碳硅烷熔體是屈服流體。聚碳硅烷熔體在小應(yīng)變下(0.005)具有線性粘彈性行為;中應(yīng)變下(0.05)呈現(xiàn)非線性粘彈性行為;大應(yīng)變時(≥0.5)時表現(xiàn)出屈服流體行為。因此流變儀的線性粘彈性模型不能真實(shí)描述聚碳硅烷的響應(yīng)。
【圖文】：

率范圍較廣的特點(diǎn)，己然成為目前應(yīng)用最廣泛且成熟的流變儀，通常這類流變儀是用逡逑于測定聚合物的粘性，因此無法獲取粘彈性聚合物的彈性響應(yīng)［３３］。毛細(xì)管流變儀的基逡逑本構(gòu)造截面圖如圖１．２所示，其核心部件為加壓的柱塞、測量壓力所用的壓力傳感器逡逑或負(fù)荷單元、以及限制樣品流速的毛細(xì)管。毛細(xì)管流變儀的剪切速率測量范圍通常為逡逑１０＿２至ｌＯｈ－１，聚合物在料筒內(nèi)加熱軟化后由柱塞加壓，從毛細(xì)管恒速擠出或恒壓擠逡逑出，由于毛細(xì)管中樣品的擠出速度和擠出壓力是已知的，根據(jù)二者的關(guān)系可以計(jì)算出逡逑粘度參數(shù)。其配備的毛細(xì)管具有不同的長徑比，通過改變毛細(xì)管的規(guī)格以及擠出物直逡逑徑和外觀來研宄熔體彈性及不穩(wěn)定流動性為，，從而判斷聚合物的加工性能。通常在毛逡逑細(xì)管擠出口能觀察到的聚合物行為有擠出脹大和出口壓力差不為零［３２］，當(dāng)剪切速率過逡逑高時還有“熔體破裂現(xiàn)象”產(chǎn)生。逡逑ＦＫ＂４邐⑷邐Ｉ邐（ｂ）逡逑２邐－Ｍｒ－}0sE魏示}0逡逑Ｔ：１邐１邐柱塞逡逑｜魯－８二：《邐灥！邋＾３—壓力d鈴義希叮蓿卞澹懾危⑽綠族義希剩瑁恚五螁-逡逑Ｌ邋Ｌ—＿長逡逑＊邐Ｉ逡逑圖１．２毛細(xì)管流變儀的基本構(gòu)造示意圖Ｕ）毛細(xì)管流變儀示意圖（ｂ）毛細(xì)管及逡逑壓力傳感器示意圖逡逑３逡逑

－邋Ｊ■驅(qū)動馬達(dá)逡逑馬達(dá)~T控爐逡逑圖１．３邋ＡＲＥＳ旋轉(zhuǎn)流變儀實(shí)物圖逡逑扁逡逑Ｊ逡逑丨邋Ｒ逡逑！邋ＫＲ逡逑Ｉ邋，邋１逡逑Ｉ邋Ｉ邋Ｌ逡逑⑷邐？邐（ｂ）邐；邋Ｒ邐（Ｃ）邐［＇邐＂逡逑圖１．４旋轉(zhuǎn)流變儀常用夾具橫截示意面（ａ）同心圓筒（ｂ）錐板（ｃ）平行板逡逑１．２．２聚合物流變學(xué)模型逡逑流體根據(jù)粘度隨剪切速率的變化通�？梢苑譃榕ｎD流體和非牛頓流體，水是典型逡逑的牛頓流體，其切應(yīng)力隨剪切速率變化的理想方程是一條以原點(diǎn)為起點(diǎn)的斜直線，粘逡逑度為不會隨剪切速率變化的常數(shù)即直線的斜率。而絕大多數(shù)聚合物流體則為非牛頓流逡逑體。非牛頓流體根據(jù)其粘度Ｔ！與剪切速率］＞的關(guān)系又可以分為假塑性流體、膨脹性流逡逑體和賓漢流體，圖１．５為不同各類流體理論切應(yīng)力－剪切速率曲線（ａ）和粘度－剪切速逡逑５逡逑
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O634.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2687335