Polymer Melt Viscosity Measurement

聚合物熔体粘度测量决定了挤出和成型工艺。实时粘度监测比温度和压力监测更为重要。

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挤出成型是众多行业中用于生产管材、薄膜、板材等连续型材的高效制造工艺。该工艺能够生产出质量稳定的复杂横截面形状，同时保证高生产速度和材料效率。工艺自动化、实时监控和回收过程监控等显著进步提高了精度，并通过减少浪费降低了对环境的影响。

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挤出机由以下部件组成：料斗、进料螺杆、加热元件和齿轮泵。物料从料斗送入机器。由电机和变速箱驱动的连续旋转的进料螺杆将物料沿料筒输送至模具。料筒上的加热元件保持受控温度，以软化和熔化聚合物材料。熔融的物料离开模具后，进入具有一个或多个型腔的模具，在那里冷却并固化成所需的形状。在某些系统中，会在料筒和模具之间放置一个齿轮泵，以确保流出物料的压力恒定。

挤出机上的关键粘度测量点

料斗出口/进料区：测量聚合物开始软化时的初始熔体粘度。

熔化区（筒体中部）：捕捉向完全熔融状态的转变。

测光区（齿轮泵或模具之前）：测量操作剪切速率下的聚合物熔体粘度。

模具入口：提供挤出点的实时熔体粘度数据。

了解聚合物熔体和粘度

什么是聚合物熔体？

它是一种加热至熔融状态的聚合物，具有流动特性，可通过挤压或模塑成型。聚合物的熔体粘度—流动阻力—取决于分子量、温度、剪切速率和添加剂，影响最终产品的强度和光洁度。在聚合物挤出工艺在注塑成型中，熔融的聚合物通过模具挤出，并在压力下填充模具，保持最佳熔体粘度至关重要。传统的聚合物熔体粘度测量离线毛细管流变仪等方法经常因延迟而滞后，这促使人们转向排队聚合物粘度计以获得实时洞察。

聚合物挤出和过程控制中的挑战

这聚合物挤出工艺注塑成型在保持一致性方面面临重大障碍熔体粘度。由于热梯度和剪切速率波动引起的变化可能导致不均匀聚合物的熔体粘度导致挤压型材表面出现不规则或空隙等缺陷。大型挤压生产线难以实现均匀的聚合物熔体粘度测量在整个流程中，保持工艺控制的合规性。在高速注塑成型中，手动调节无法跟上快速的循环时间，从而导致翘曲或填充不完全的风险。这些挑战凸显了对先进聚合物粘度计系统，例如自动聚合物粘度计，提供实时数据，克服传统方法的局限性。

为什么熔体粘度监测很重要

熔融粘度测量在聚合物挤出工艺和注塑成型中至关重要，原因如下。在挤出成型中，一致的熔融粘度可确保均匀的模具填充，并防止出现表面不平整或模具膨胀等缺陷。在注塑成型中，它会影响模具填充、零件质量和循环时间，其中的波动可能导致翘曲或填充不完全。实时监控使操作员能够动态调整温度、压力或材料成分，从而优化能源使用并减少浪费——随着2025年碳排放法规的收紧，这已成为关键关注点。

聚合物熔体粘度测量的复杂性源于聚合物熔体的非牛顿特性，其粘度随剪切速率和热历史而变化。在线聚合物熔体粘度计系统通过提供连续数据解决了这一问题，实现了离线方法无法比拟的过程控制。