聚合物的流变性是成型加工时一个重要的考虑因素，流变性能的研究对于更好地选择加工温度、压力和加工时间等加工工艺参数都有实际指导意义。对调质调黏后聚酯进行流变性能表征，并与原生聚酯进行对比。图3-19所示为扩链再生聚酯与废旧聚酯（PETW）的表观黏度—剪切速率关系，剪切速率范围为0.1～100s-1。采用Carreau方程[式（3-1）]计算的PETW、RPET-P2和RPET-T2非牛顿指数n分别为0.93，0.87和0.72。非牛顿指数n表征流体偏离牛顿流体的程度，n越小表示剪切变稀现象越明显。在PMDA/TPPi扩链作用下，PET大分子链增长，容易产生缠结，且扩链再生聚酯相对分子质量分布变宽。在这两方面因素综合作用下，扩链再生聚酯剪切变稀的现象明显。
图3-19 扩链再生聚酯和废旧聚酯（PETW）表观黏度—剪切速率关系图
对扩链增黏再生聚酯进行了动态流变性能的表征，首先对样品进行动态应变扫描，确定线性黏弹区域。实验过程中发现，PETW、RPET-P2和RPET-T2的线性区域分别为0～80%，0～25%和0～20%。在线性黏弹区域内（应变为10%）频率扫描测试结果如图3-20所示。储能模量G′代表的是材料弹性形变储存的能量，损耗模量G″则表示材料形变过程中以热的形式损失的能量。扩链再生聚酯的储能和损耗模量在测试的0.1～100rad/s范围内均高于PETW，表明扩链剂PMDA和TPPi的引入提高了PETW的黏弹性。
图3-20 扩链再生聚酯和废旧聚酯（PETW）
为了更好地根据调质调黏后的聚酯特性来优化纺丝和后处理工艺，对降膜-圆盘反应器出口的聚酯进行了毛细管流变和非等温结晶动力学的分析，并与原生纤维级PET切片（原生PET）进行对比。对样品进行流变性能的表征，剪切速率为500～10000s-1。再生聚酯的测试温度为270℃、275℃、280℃，原生切片的测试温度为280℃、285℃、290℃。调质调黏后的聚酯和原生PET切片的表观黏度与剪切速率关系如图3-21所示。随着剪切速率的增大，熔体表观黏度均呈现下降趋势，这也符合假塑性流体特性。假塑性流体可以采用式（3-2）所示的幂律方程来描述，其中K为黏性系数，n为熔体非牛顿指数。以lgηa对lgγ作图，通过线性拟合得到的斜率即为非牛顿指数n。非牛顿指数n可以表征流体偏离牛顿流体的程度，n越小表示剪切变稀程度越明显。图3-22所示为调质调黏后的聚酯和原生PET切片的lgηa-lgγ关系曲线，两种聚酯均呈现良好的线性相关，计算的非牛顿指数n如表3-3所示。随着温度的升高，调质调黏后的聚酯和原生PET的非牛顿指数n均呈现增大趋势，表明熔体表观黏度对剪切速率依赖性降低，熔体越接近牛顿流体性质。调质调黏后的聚酯在270～280℃温度范围内的非牛顿指数n与原生PET切片在280～290℃范围的n接近。相较于原生PET切片，调质调黏后的聚酯的纺丝温度可以适当降低5～10℃。
表3-3 再生聚酯和原生PET的非牛顿指数n
图3-21 熔体的表观黏度与剪切速率关系曲线
图3-22 lgηa与lgγ关系曲线及线性拟合结果(www.xing528.com)
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
