ASTM D3835-16 用毛細管流變儀測定聚合物材料特性的標準測試方法

美國材料與試驗協會（ASTM）發布的標準《ASTM D3835-16用毛細管流變儀測定聚合物材料性能的標準測試方法》描述了一種在加工設備中常見的各種溫度和剪切速率下測量聚合物材料流變性能的測試方法。此方法涉及測量熔體黏度、熔體黏度相對於流變儀中的溫度和聚合物停留時間的靈敏度或穩定性、模具膨脹率（聚合物記憶）以及在恆定速度或張力下擠出過程中的剪切靈敏度。所述方法可以表徵表現出穩定和不穩定熔體黏度特性的材料。

已發現該測試方法對於增強和非增強熱塑性塑膠、熱固性材料的固化循環以及具有多種熔體黏度的其他聚合物材料的品質控制測試很有用。

就本標準而言，除 ASTM D883 中給出的術語和定義外，也適用以下定義：

• 表觀值、黏度、剪切速率和剪切應力值是根據牛頓行為和假設所有壓力下降都發生在毛細管內來計算的。
• 臨界剪切速率是對應於臨界剪應力的剪切速率。
• 臨界剪切應力是如此剪切應力值，在該值處，對數剪切應力與對數剪切速率關係圖的斜率出現不連續性，或聚合物紗線離開流變儀模具時其週期性粗糙度出現不連續性。
• 滯後時間是從單一負載取得多個資料點時活塞停止和啟動之間的時間延遲。
• 熔體密度是材料熔融狀態下的密度。
• 熔化時間是聚合物注入完成和活塞開始運動之間的時間間隔。
• 擠出物膨脹百分比是擠出物直徑相對於模具直徑的百分比變化。
• 剪切速率是熔體中剪切應力或速度梯度的比率。
• 剪切應力是單位面積上的力，通常以帕斯卡 (Pa) 表示。
• 膨脹比是擠出線材直徑與毛細管（模具）直徑的比值。
• 黏度是在給定剪切速率或剪切應力下剪切應力與剪切速率的比率。在熔融聚合物中測定的黏度有時稱為熔體黏度。除非進行指定的校正，否則在表現出非牛頓流動行為的材料中確定的黏度稱為表觀黏度。
• 零剪切黏度是剪切速率降至零時的極限黏度。

此測試方法對聚合物分子量和分子量分佈、聚合物穩定性（熱穩定性和流變穩定性）、剪切不穩定性以及增塑劑、潤滑劑、水分補充劑或惰性填料等添加劑或這些物質的組合很敏感。

這種測試方法的靈敏度使得它有助於將資料與加工條件關聯起來，並有助於預測加工條件的必要變化。與通常在低於加工條件的剪切速率下進行單點測量的 ASTM D1238 標準不同，此測試方法確定加工剪切速率下的剪切敏感性和流動特性，因此可用於比較不同成分的材料。

測試樣品應為任意形狀，例如粉末、珠子、顆粒、薄膜條或模製錠，這些形狀無需用太大的力就能裝入圓筒孔內。在某些情況下，需要將粉末預先製成型或製成顆粒狀。對於預製插頭的情況，應盡量減少施加在樣品上的熱量，並對所有如此形成的樣品保持恆定。

許多熱塑性材料在測試前不需要進行調節。含有揮發性成分、具有化學反應性或具有其他獨特性質的材料可能需要特殊的調理程序。在許多情況下，濕氣會加速惡化或影響流量測量的可重複性。如果需要調節，則適用適用的材料規格和「ASTM D618-21 測試用塑膠製備標準規範」。

應根據材料特性並在測試設備的限制範圍內選擇測試溫度、剪切速率和剪切應力。

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