高特福毛細管流變儀在汽車(chē)工程塑料研究中的作用

汽車(chē)工程塑料指的是汽車(chē)用工程塑料。眾所婤知，更多地工程塑料用以替代原有的金屬材料是汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展趨勢之一。原因之一就是塑料部件能夠減輕汽車(chē)的重量。有數據顯示，每減輕 100 公斤的重量，百公里油耗可以降低0.4L，每公里的CO?排放量減少約10克。除了節能環(huán)保，減輕重量意味著(zhù)提升推重比，在同樣的發(fā)動(dòng)機動(dòng)力輸出下，可以為駕駛者帶來(lái)更好的加速體驗。

碳纖維增強尼龍是替代金屬的汽車(chē)工程塑料中的佼膠者。由于結合了尼龍的輕質(zhì)和碳纖維的機械強度和熱性能，碳纖維復合尼龍材料的強度與剛度顯著(zhù)提高，從車(chē)輛固定架和儀表等內外部組件到發(fā)動(dòng)機殼體均可以替代金屬部件。除了能夠實(shí)現減輕重量與設計優(yōu)化的可能性，碳纖維增強尼龍同時(shí)具有環(huán)保和經(jīng)濟優(yōu)勢。

高含量的碳纖維會(huì )改變材料的流變特性，進(jìn)而影響其成型加工性能。在實(shí)際生產(chǎn)加工工藝中，通常會(huì )使用毛細管流變儀，研究碳纖維增強尼龍的流變行為，為后續注塑成型工藝設計提供理論依據。以下以40%含量的短切碳纖維增強尼龍為研究對象，利用毛細管流變儀進(jìn)行的流變試驗。

圖1：不同溫度下表觀(guān)剪切速率-總壓力降關(guān)系

在固定剪切速率下，測量不同溫度時(shí)的流動(dòng)曲線(xiàn)，通過(guò)材料的黏度隨溫度的變化曲線(xiàn)，可以知道材料對溫度的敏感程度，流動(dòng)曲線(xiàn)隨溫度變化的曲線(xiàn)斜率越陡峭，說(shuō)明對溫度越敏感。尼龍是對溫度敏感的材料。從曲線(xiàn)上可以很容易找到，在什么溫度下，熔體的流動(dòng)性能好，適合于加工生產(chǎn)，這就是制定生產(chǎn)工藝的科學(xué)依據。

圖2：不同剪切速率下溫度-總壓力降關(guān)系

在溫度不變的條件下，測量流動(dòng)曲線(xiàn)隨剪切速率變化的關(guān)系，即可得到高分子材料的黏度隨剪切速率變化的關(guān)系。聚合物熔體多數是剪切變稀。通過(guò)得到流動(dòng)曲線(xiàn)，可以選擇適合于生產(chǎn)加工的剪切速率。生產(chǎn)中一般是通過(guò)改變電機的轉數來(lái)改變聚合物熔體的剪切速率。

圖3：不同溫度下表觀(guān)剪切速率-基礎膨大比關(guān)系            圖4：不同剪切速率下溫度-擠出脹大比關(guān)系

通過(guò)試驗數據，改變擠出成型工藝中的溫度、壓力、速度等參數，進(jìn)而最大限度地消除擠出膨大。

德國高特福（GOTTFERT）公司是*早研究開(kāi)發(fā)毛細管流變的廠(chǎng)家，無(wú)論是在功能、質(zhì)量、可靠性及*等各個(gè)方面均為*先。高特福指錠代理商上海賓聯(lián)科技在汽車(chē)零部件行業(yè)有豐富的經(jīng)驗。高配置的高特福毛細管流變儀不僅能夠測量聚合物的流變性能，還能夠測量流動(dòng)穩定性、熱導性、PVT、熔體拉伸粘度、動(dòng)態(tài)和靜態(tài)口模脹大等，非常適合汽車(chē)零部件企業(yè)研發(fā)中心的需求。