ASTM D3835-16 用毛细管流变仪测定聚合物材料性能的标准测试方法

美国材料与试验协会（ASTM）发布的标准《ASTM D3835-16用毛细管流变仪测定聚合物材料性能的标准测试方法》描述了一种在加工设备中常见的各种温度和剪切速率下测量聚合物材料流变性能的测试方法。该方法涉及测量熔体粘度、熔体粘度相对于流变仪中的温度和聚合物停留时间的灵敏度或稳定性、模具膨胀率（聚合物记忆）以及在恒定速度或张力下挤出过程中的剪切灵敏度。所述方法可以表征表现出稳定和不稳定熔体粘度特性的材料。

已发现该测试方法对于增强和非增强热塑性塑料、热固性材料的固化循环以及具有多种熔体粘度的其他聚合物材料的质量控制测试很有用。

就本标准而言，除 ASTM D883 中给出的术语和定义外，还适用以下定义：

• 表观值、粘度、剪切速率和剪切应力值是根据牛顿行为和假设所有压力下降都发生在毛细管内来计算的。
• 临界剪切速率是对应于临界剪应力的剪切速率。
• 临界剪切应力是这样一种剪切应力值，在该值处，对数剪切应力与对数剪切速率关系图的斜率出现不连续性，或者聚合物纱线离开流变仪模具时其周期性粗糙度出现不连续性。
• 滞后时间是从单个负载获取多个数据点时活塞停止和启动之间的时间延迟。
• 熔体密度是材料熔融状态下的密度。
• 熔化时间是聚合物注入完成和活塞开始运动之间的时间间隔。
• 挤出物膨胀百分比是挤出物直径相对于模具直径的百分比变化。
• 剪切速率是熔体中剪切应力或速度梯度的比率。
• 剪切应力是单位面积上的力，通常以帕斯卡 (Pa) 表示。
• 膨胀比是挤出线材直径与毛细管（模具）直径的比率。
• 粘度是在给定剪切速率或剪切应力下剪切应力与剪切速率的比率。在熔融聚合物中测定的粘度有时称为熔体粘度。除非进行指定的校正，否则在表现出非牛顿流动行为的材料中确定的粘度称为表观粘度。
• 零剪切粘度是剪切速率降至零时的极限粘度。

该测试方法对聚合物分子量和分子量分布、聚合物稳定性（热稳定性和流变稳定性）、剪切不稳定性以及增塑剂、润滑剂、水分补充剂或惰性填料等添加剂或这些物质的组合很敏感。

这种测试方法的灵敏度使得它有助于将数据与加工条件关联起来，并有助于预测加工条件的必要变化。与通常在低于加工条件的剪切速率下进行单点测量的 ASTM D1238 标准不同，该测试方法确定加工剪切速率下的剪切敏感性和流动特性，因此可用于比较不同成分的材料。

测试样品应为任意形状，例如粉末、珠子、颗粒、薄膜条或模制锭，这些形状无需用太大的力就能装入圆筒孔内。在某些情况下，需要将粉末预制成型或制成颗粒状。对于预制插头的情况，应尽量减少施加到样品上的热量，并对所有如此形成的样品保持恒定。

许多热塑性材料在测试前不需要进行调节。含有挥发性成分、具有化学反应性或具有其他独特性质的材料可能需要特殊的调理程序。在许多情况下，湿气会加速恶化或影响流量测量的可重复性。如果需要调节，则适用适用的材料规格和“ASTM D618-21 测试用塑料制备标准规范”。

应根据材料特性并在测试设备的限制范围内选择测试温度、剪切速率和剪切应力。

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