LLDPE的加工性評估
| ◇測試目的 | 在一家英國公司中，發現一批LLDPE的產品與其他批次相比，加工性非常差。儘管使用公司現有的黏度測試設備進行流動特性測試，但未能發現明顯差異，導致原因不明。 |
|---|---|
| ◇測試使用設備 | 雙毛細管流變儀 |
| ◇測試溫度 | 230℃ |
| ◇使用的測試模具 | 長眼膜＝直徑1mm、長度16mm、180° 短眼膜＝直徑1mm、長度0.25mm、180° |
| ◇活塞速度的變化方式 | 將剪切速率從1500秒降至6秒，分為8個步驟，然後再提高到7個步驟，以檢查每個速度下的測試再現性。 |
■測定結果
(圖15)為剪切黏度曲線。
與其他流變儀測得的結果相比，用□標識的樣品A，以及用◇和△標識的樣品B和C之間的剪切黏度稍有差異，但樣品A的黏度整體上較低，看起來加工性好。
（圖15）多區間剪切黏度比較
(圖16)為伸張黏度曲線。
以□標識的樣品A在10-100秒的範圍內的伸張黏度與以◇和△符號標識的樣品B和C相比有顯著差異。
（圖16）伸張黏度與剪切黏度比較
(圖17)為伸張黏度相對於伸張應力的曲線。以□符號標識的樣品A在4至5x10 Pa·S範圍內的伸張黏度比其他樣品高出3至4個數量級，且對應的伸張應力範圍非常狹窄，加工條件受到極大限制。在眼膜中的不同形狀流道中，聚合物所受的應力也各不相同，有些流道可能通過，而其他流道可能難以流入。聚合物分子在擠壓縮小範圍的流動中被拉長並流入狹窄的流道。當伸張黏度較高時，阻力增加，聚合物難以順利進入狹窄的流道。此外，通過測得高的剪切黏度和伸張黏度，我們得出了對於樣品B稍稍低於樣品C的加工性的合理解釋。
（圖17）伸張黏度與伸張應力比較
ETFE（聚四氟乙烯）的加工性評估
有4種不同的ETFE材料，其中一種被發現與其他3種相比加工性較差。
從(圖18)的剪切黏度曲線來看，看不出有明顯差異。然而從(圖19)的伸張黏度 - 伸張應力關係來看，標有☑的樣品A與其他三個樣品相比，其應力對應範圍極度狹窄，這表示在特定加工條件下可能會出現流動性問題。
（圖18）剪切黏度與剪切速度比較
（圖19）伸張黏度與剪切速度比較
（圖20）伸張黏度與伸張應力比較
聚碳酸酯的加工性評估
與前述的LLDPE和ETFE類似，關於聚碳酸脂的測試結果如下圖21所示，樣品PC-X、PC-Y和PC-Z的“剪切黏度”曲線幾乎相同，甚至難以區分，但明顯地加工性有所差異。
（圖21）3種材料之剪切黏度與剪切速度比較
（圖22）3種材料之伸張黏度與剪切速度比較
（圖23）3種材料之伸張黏度與伸張應力比較
雖然在剪切黏度方面幾乎沒有差異，但在伸張黏度方面明顯存在差異。而且，以伸張應力為參數來看，標有□印的樣品PC-X在對伸張應力的響應範圍方面比其他兩種樣品要窄得多。因此，在受到2×10 Pa以上應力的流動場中，雖然不會造成問題，但在受到低於該值的縮小流場中則可能會出現異常。
橡膠的加工性評估
這裡附上的五張圖表是美國某橡膠製造公司進行的測試結果。
□、◇、△標記表示的數據是由毛細管流變儀取得的。＊、▲標記表示的數據是由蒙薩諾特公司以相同設備測試取得的數據。
(圖24)
這是使用單一眼膜進行測試，以驗證與蒙薩諾特公司相同設備的測量準確性和測量再現性。
（圖24）與蒙薩諾特公司的流變儀測試比較
(圖25)為使用雙孔毛細管流變儀及分別使用長眼膜和短眼膜進行測量時，所得到的剪切黏度的測量再現性。
（圖25）剪切黏度的測量再現性試驗
(圖26)為伸張黏度的測量再現性試驗（伸張黏度－伸張應力）。
（圖26）伸張黏度的測量再現性試驗
(圖27)為三種不同樣品測試下的剪切粘度曲線。流動趨勢幾乎沒有明顯差異。
（圖27）三種不同樣品測試下的剪切黏度特性比較
(圖28)顯示出(圖27)的測試結果繪製的拉伸黏度曲線和拉伸應力關係。儘管在剪切黏度曲線中幾乎沒有差異，但在拉伸黏度方面卻顯示出明顯的差異，因此進一步證實了加工性的差異。
（圖28）三種不同樣品測試下的伸張黏度曲線比較
ABS材料的加工性隨溫度的不同而產生的差異
| ◇測試目的 | 研究ABS樹脂的加工溫度對加工性的影響及原因。以往我們使用單一毛細管流變儀進行測試時其測試結果僅顯示隨著溫度升高，黏度整體上降低，但這是極為顯而易見的結果且數據可能不足。 |
|---|---|
| ◇測試使用設備 | 雙毛細管流變儀 |
| ◇測試溫度 | 200℃・230℃・260℃ |
| ◇使用的模具 | 長眼膜＝直徑1mm、長度16mm、180° 短眼膜＝直徑1mm、長度0.25mm、180° |
| ◇活塞速度的變化方式 | 將剪切速率從3000秒減慢至30秒，以5個階段進行測試，然後再以5個階段加速。如此一來可以檢查每個速度下的測試再現性。 |
■測試結果
(圖29)為ABS材料測試下的剪切黏度曲線。與其他黏度計測試結果相比，流體特性之間並無明顯差異。
（圖29）ABS材料的剪切黏度與溫度比較
(圖30)在三種溫度下的伸張黏度曲線中，與230°C和260°C的伸張黏度曲線相比，200°C的曲線顯示出當剪切速率減小時，伸張黏度增加的完全不同性質。加工性的差異清楚地顯示出來。
（圖30）ABS材料的伸張黏度與溫度比較
迄今的測試結果顯示在剪切黏度方面實際加工中的差異並不明顯，但在「伸張黏度」方面則有顯著的差異。雖然「剪切黏度」的流動曲線顯示出相同的流動特性，但為何加工性卻不同，如果貴公司遇到了這樣的加工性問題，請務必考慮及嘗試使用此流變儀以改善問題。