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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蔡秉璋
研究生(外文):Chai, Ping-Chang
論文名稱:分子結構對高分子熔融流變性質之影響
論文名稱(外文):The Effect of Molecular Structure on the Rheological Properties of Polymer Melts
指導教授:林國賡林國賡引用關係
指導教授(外文):Gwo-Geng, Lin
學位類別:碩士
校院名稱:淡江大學
系所名稱:化學工程學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1997
畢業學年度:85
語文別:中文
論文頁數:106
中文關鍵詞:流變學分支結構拉伸黏度
外文關鍵詞:RheologyBranch StructureElongation ViscosityCole-Cole PlotPhan-Thien-Tanner Model
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本研究針對多種MI(melt index)相近但分支結構不同的高分子材料-
聚乙烯(PE),探討其剪切及拉伸的流變性質。所使用的聚乙烯包括:低密
度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)以及mPE;其中mPE是指利用
metallocene觸媒技術來合成聚乙烯。這種技術所產生的共聚合物,擁有
分子量分佈(MWD)很窄和短鏈分支分佈(short-chain
branchingdistribution, SCBD)很窄的特性。實驗部份,剪切性質方面,
利用平行板式流變儀(parallel disk rheometer)得到穩態剪切黏度以及
動態流變數據。並透過動態剪切數據可 繪製成Cole-Cole plot(log G''
v.s log G"),由此圖形可進一步分析分支結構、分支分佈對於高分子熔
融體(polymer melt)黏彈性的效應;拉伸流變性質以量測高分子拉伸黏
度(elongation viscosity)為主,並以熔融抽絲法(melt spinning)得到
低拉伸率下之拉伸黏度;此外,利用PTT模式來預測大範圍之拉伸黏度。

實驗結果發現,有長鏈分支(long-chain branching, LCB)的高分子,如
:LDPE,其剪切黏度及拉伸黏度在低變形率下最大,但在高變形率下,
thinning現象最明顯;以Cole-Cole plot來看,在相同黏性下,彈性亦是
最大。而分子量分佈很窄時,有少量長鏈分支存在的mPE(CG材料),其黏
度及Cole-Cole plot的趨勢與LDPE相同;另外,發現Cole-Coleplot與CG
材料之長支鏈多寡無關。比較無長鏈分支的LLDPE和mPE,當熔融指數相近
且短鏈長度為六個碳(C6)時,LLDPE有較大的黏度,而在相同黏性下,
LLDPE的彈性較大,可見短鏈分支分佈均勻使得材料之黏彈性變弱。再以
不同短鏈長度(C4, C6)的LLDPE比較,發現Cole-Cole plot及黏度與短鏈
長度無關。流變模式方面,以PTT模式預測所得之結果,還可接受。
The rheology for varieties of polyethylene(PE) with
different molecularstructure has been studied. The sample PE''s
possess varying branch structuressuch as different branch length
and short chain branch distribution. The effectof these branch
structures on either the shear and elongation rheology
isdiscussed.

The steady and dynamic shear data was obtained with a rotational
rheometer.The elongation viscosity was acquired by means of the
isothermal fiber spinning.The Cole-Cole plot( log G'' vs. Log G")
was constructed to investigate therelation between the molecular
branch structure and the viscoelasticity forpolymer melts. In
addition, the Phan-Thien-Tanner(PTT) model was applied topredict
their elongation viscosity.

It was revealed from the experimental investigations that both
the shear andthe elongation viscosity, and the viscoelasticity(
seen from the Cole-Cole plot)are strongly affected by the long
chain branching in the polymer materials. Onthe other hand, the
short chain branching shows very little effect. It shouldbe
noted that the narrow short chain branch distribution of
metallocene PE maylessen the viscoelasticity. Finally, the PTT
model can be used to estimate theelongation viscosity of polymer
melt. Limited to a very short range of strainrate, that can fit
the experimental data very well.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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