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PVB膜材料的动态流变性能研究

作　者: 欧阳伟
导　师: 邱运仁
学　校: 中南大学
专　业: 化学工艺
关键词: 聚乙烯醇缩丁醛 聚醚F127 共混体系 动态流变性能
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


热致相分离法制备聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中空纤维膜的过程中,材料的动态流变性能会对体系的加工以及制品的形态结构产生很大的影响。本论文采用动态流变仪研究了材料的组成配比、温度、剪切速率等因素对聚乙烯醇缩丁醛(PVB)/聚乙二醇(PEG)体系以及聚乙烯醇缩丁醛(PVB)/聚醚F127/聚乙二醇(PEG)体系的动态流变性能的影响。结果表明,两个体系均具有剪切变稀行为。在低剪切频率下,两个体系的复数粘度随着PVB或者F127的质量分数的增加而增大,随着温度的升高而减小；在高剪切频率下,PVB或者F127质量分数和温度对体系的复数粘度影响逐渐降低,说明体系的粘温敏感性随剪切频率的增加而降低。两个体系的复数粘度均可以用幂率方程和Cross方程拟合,Cross方程拟合的效果更好,由幂率方程求得的非牛顿指数表明,PVB以及F127质量分数增加,体系的非牛顿性增强,温度升高,体系的非牛顿性减弱。PEG质量分数的增加对体系的复数粘度以及非牛顿性的影响很小。两个体系的动态储能模量和动态损耗模量均随着PVB或者F127质量分数的增加、随着温度的降低以及剪切频率的增加而增大,动态储能模量和动态损耗模量在一定剪切频率下相交,在低频区(小于交点处频率)体系主要表现为粘性,高频率区域(大于交点处频率)体系主要表现为弹性。随着温度的升高,交点向高剪切频率方向移动。动态损耗模量和动态储能模量的比值(损耗因子)随PVB或者F127的增加而下降,说明随着PVB或者F127的质量分数的增加,体系的形变回复能力增强。两个体系都具有上临界共溶温度(UCST),在均相区,体系的动态储能模量和动态损耗模量均符合经典的线性粘弹性规则,在相分离区,低剪切频率区域动态储能模量明显偏离这一规律,动态损耗模量对相分离不敏感。动态温度扫描发现,PVB/PEG200体系在144.5℃发生相分离,而Han曲线和时温叠加规则可以看出PVB/F127/PEG200体系在140℃以下才发生相分离。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 文献综述  8-24
  1.1 流变学基本理论  8-14
    1.1.1 流变学概论  8-9
    1.1.2 简单剪切流动  9-11
    1.1.3 小振幅振动剪切流动  11-13
    1.1.4 聚合物流变测试的目的和方法  13-14
  1.2 聚合物共混体系的流变行为  14-18
    1.2.1 共混的方法和目的  14-16
    1.2.2 动态流变方法研究聚合物共混体系的可行性和优势  16
    1.2.3 相容性体系的动态流变行为  16-17
    1.2.4 部分相容体系的动态流变行为  17-18
  1.3 影响聚合物共混体系的流变行为的因素  18-22
    1.3.1 共混物配比的影响  18-19
    1.3.2 剪切速率的影响  19-21
    1.3.3 温度的影响  21-22
  1.4 聚合物共混体系动态流变性能研究进展  22-23
  1.5 课题研究的意义及内容  23-24
第二章 实验部分  24-27
  2.1 主要实验试剂  24
  2.2 主要仪器设备  24-25
  2.3 样品制备  25
    2.3.1 样品共混  25
    2.3.2 样品压片  25
  2.4 动态流变性能测试  25-27
    2.4.1 动态应变扫描  26
    2.4.2 动态频率扫描  26
    2.4.3 动态温度扫描  26-27
第三章 PVB/PEG体系的动态流变性能  27-48
  3.1 线性粘弹性区域的测定  27
  3.2 不同PVB质量分数体系的动态流变学性能  27-34
    3.2.1 复数粘度  27-29
    3.2.2 非牛顿指数和零剪切粘度  29-31
    3.2.3 动态储能模量和动态损耗模量  31-32
    3.2.4 Han曲线  32-33
    3.2.5 损耗因子  33-34
  3.3 不同温度下体系的动态流变性能  34-45
    3.3.1 复数粘度  34-37
    3.3.2 动态储能模量和动态损耗模量  37-39
    3.3.3 时温叠加效应  39-41
    3.3.4 粘流活化能  41-42
    3.3.5 Han曲线  42-43
    3.3.6 温度扫描曲线确定相分离温度  43-45
  3.4 不同PEG分子量体系的动态流变学性能  45-47
  3.5 本章小结  47-48
第四章 PVB/F127/PEG200体系的动态流变性能  48-58
  4.1 线性粘弹性区域的测定  48
  4.2 不同F127质量分数的PVB/F127/PEG200体系的动态流变性能  48-53
    4.2.1 粘性特征  48-49
    4.2.2 非牛顿指数和零剪切粘度  49-51
    4.2.3 弹性特征  51-52
    4.2.4 损耗因子  52-53
  4.3 不同温度下的PVB/127/PEG200体系的动态流变性能  53-56
    4.3.1 复数粘度  53-54
    4.3.2 动态储能模量和动态损耗模量  54-56
  4.4 本章小结  56-58
第五章 结论  58-59
参考文献  59-65
致谢  65-66
攻读学位期间主要的研究成果  66

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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