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在塑料生產(chǎn)過程中，原料質(zhì)量不穩(wěn)定問題一直是困擾生產(chǎn)企業(yè)的一大難題，比如使用同一供應(yīng)商的不同批次原料，在相同的生產(chǎn)與加工工藝條件下，制成的成品合格率各不相同，此時若追責(zé)供應(yīng)商，供應(yīng)商會推責(zé)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝問題，兩方各執(zhí)一詞就也無法從根源上解決問題。

原料出廠時，供應(yīng)商往往只會提供產(chǎn)品的熔融指數(shù)等基礎(chǔ)物性，但是高分子材料隨著溫度和剪切速率變化的流變性能，是科學(xué)制定材料加工工藝的關(guān)鍵，而熔融指數(shù)并不能很好反映原料在特定生產(chǎn)工藝條件下的加工性能。

若想從根源解決原料質(zhì)量不穩(wěn)定問題，可以利用高壓毛細管流變儀提供的流變數(shù)據(jù)作為指導(dǎo)，合理設(shè)定該聚合物的加工溫度和剪切速率。比如，對比合格原料和不合格原料在同一條件下的粘度曲線差異，推斷產(chǎn)生質(zhì)量不穩(wěn)定問題的來源，確定是原料問題還是加工工藝的問題；根據(jù)材料在不同溫度下的粘度曲線來優(yōu)化產(chǎn)品的加工工藝，提高良品率。

毛細管流變儀測試原理

其核心部分為一套精致的毛細管，具有不同的長徑比（通常L/D=10/1，20/1，30/1，40/1等）；料筒周圍為恒溫加熱套，內(nèi)有電熱絲；料筒內(nèi)物料的上部為液壓驅(qū)動的柱塞。物料經(jīng)加熱變?yōu)槿垠w后，在柱塞高壓作用下，強迫物料從毛細管擠出，由此測量物料的黏彈性。

1. 試驗方案設(shè)計

通過高壓毛細管流變儀對比不同批次原料在特定加工溫度時的粘度曲線，并根據(jù)曲線斜率、粘度值差異推斷產(chǎn)生問題的原因。

另外，通過高壓毛細管流變儀獲得合格原料在不同溫度下的粘度曲線、臨界剪切速率等數(shù)據(jù)，并根據(jù)黏度隨溫度、壓力和剪切速率的變化，合理調(diào)整加工加工溫度和剪切速率等條件，從而制定科學(xué)的加工工藝，協(xié)助改善產(chǎn)品質(zhì)量和外觀、提高加工速度、增加產(chǎn)量。

2. 試驗分析

圖1：不同批次原料同一溫度粘度曲線

圖2：合格原料不同溫度下的粘度曲線

由圖1可以看到在高剪切速率下，兩批次產(chǎn)品的表觀粘度比較接近，但隨剪切速率下降粘度差異增大，表現(xiàn)在加工性能上就會有所區(qū)別；二者粘度曲線的斜率不同，推斷原料的分子量或分子量分布產(chǎn)生了變化，建議客戶驗證原料配方是否相同。

同時，客戶根據(jù)圖2的合格原料不同溫度下粘度曲線所提供的信息，還進一步優(yōu)化了產(chǎn)品的加工溫度、剪切速率等加工工藝，有效提升了產(chǎn)品的良品率。