Kết tinh do cắt biến dạng của PB-1 đến tốc độ cắt liên quan đến quy trình sản xuất

Rheologica Acta - Tập 45 - Trang 539-546 - 2006
Chitiur Hadinata1, Claus Gabriel2, Maximilian Ruellmann3, Nhol Kao1, Hans Martin Laun3
1School of Civil and Chemical Engineering, RMIT University, Melbourne, Australia
2Basell Polyolefins, Polymer Physics & Characterization, Frankfurt am Main, Germany
3BASF Aktiengesellschaft, Polymer Physics, Ludwigshafen am Rhein, Germany

Tóm tắt

Hai phương pháp thực nghiệm để nghiên cứu hiện tượng kết tinh do cắt biến dạng của poly(butene-1) (PB-1) trong vùng tốc độ cắt cao được trình bày: một phương pháp sử dụng máy đo độ nhớt hình trụ đồng tâm và phương pháp còn lại là máy đo độ nhớt mao quản được trang bị với một khuôn hình trụ. Thời gian khởi động kết tinh (t_on) được sử dụng như một tham số để theo dõi tiến trình kết tinh thông qua tín hiệu đầu ra từ mỗi thiết bị. Bằng cách kết hợp dữ liệu mới với kết quả từ một bài báo trước đó (2005) trong đó sử dụng máy đo độ nhớt tấm-tấm, dữ liệu thời gian khởi động được thu thập trên một dải tốc độ cắt từ 10-4 đến 500 s-1 ở các nhiệt độ 99–107°C. Trong khoảng này, một sự giảm của thời gian khởi động trải dài năm bậc thang được ghi nhận. Thời gian khởi động thu được từ máy đo độ nhớt mao quản lớn hơn so với hai phương pháp còn lại, điều này có thể giải thích bằng loại dòng chảy khác nhau. Dữ liệu cũng xác nhận quy trình để xây dựng đường cong không đổi nhiệt độ, có thể mở rộng cho các tốc độ cắt cao đối với ba mẫu PB-1 có phân bố khối lượng phân tử khác nhau. Độ dốc của đường cong điều chỉnh cho cả ba trường hợp là −1, điều này gợi ý rằng một giá trị tới hạn là cần thiết cho sự kết tinh do cắt biến dạng. Hình thái của các tinh thể được hình thành (hình cầu hoặc dạng thanh) phụ thuộc vào khối lượng phân tử, nhưng điều này không ảnh hưởng đến tính hợp lệ của đường cong T không đổi. Trên nhiệt độ nóng chảy, dữ liệu cho thấy rằng số lượng chuỗi dài ảnh hưởng đến giới hạn nhiệt độ nơi hiện tượng kết tinh do cắt biến dạng vẫn có thể xảy ra.

Từ khóa

#kết tinh do cắt biến dạng #poly(butene-1) #tốc độ cắt #máy đo độ nhớt

Tài liệu tham khảo

Acierno S, Palomba B, Winter HH, Grizzuti N (2003) Effect of molecular weight on the flow-induced crystallization of isotactic poly(1-butene). Rheol Acta 42:243–250 Duplay C, Monasse B, Haudin J-M, Costa J-L (2000) Shear-induced crystallization of polypropylene: influence of molecular weight. J Mater Sci 35:6093–6103 Hadinata C, Gabriel C, Ruellmann M, Laun M (2005) Comparison of shear-induced crystallization behavior of PB-1 samples with different molecular weight distribution. J Rheol 49:327–349 Janeschitz-Kriegl H, Krobath G, Roth W, Schausberger A (1983) On the kinetics of polymer crystallization under shear. Eur Polym J 19:893–898 Kornfield JA, Kumaraswamy G, Issaian AM (2002) Recent advances in understanding flow effects on polymer crystallization. Ind Eng Chem Res 41:6383–6392 Lagasse RR, Maxwell B (1976) An experimental study of the kinetics of polymer crystallization during shear flow. Polym Eng Sci 16:189–199 Wassner E, Maier RD (2000) Shear-induced crystallization of polypropylene melts. In: Proceedings of the XIII International Congress on Rheology, Cambridge Watanabe K, Nagatake W, Takahashi T, Masubuchi Y, Takimoto J, Koyama K (2001) Direct observation of polymer crystallization process under shear by a shear flow observation system. Polym Test 22:101–108