熔體破裂出現(xiàn)時(shí)的剪切速率稱為臨界剪切速率，它與聚乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量成反比關(guān)系。相對(duì)分子質(zhì)量極高的UHMWPE在剪切速率很低時(shí)就可能產(chǎn)生熔體破裂現(xiàn)象，因此擠出加工時(shí)常會(huì)遇到由于熔體破裂而引起的裂紋現(xiàn)象，因此在注塑加工時(shí)擠出速度不能太快。在注塑時(shí)，由于出現(xiàn)噴射流狀態(tài)引起氣孔和脫層現(xiàn)象，這是加工UHMWPE的又一大難題。
 
人們通常把熔體剛出現(xiàn)破裂時(shí)剪切速率稱為臨界剪切速率。實(shí)踐證明它隨著聚乙烯的分子量增大而減小。因此對(duì)于分子量極高的UHMWPE來說，在剪切速率很低時(shí)，就可能產(chǎn)生熔體破裂。在較低堅(jiān)強(qiáng)且速率下，就會(huì)產(chǎn)生滑流或噴流現(xiàn)象。所以在超高分子量聚乙烯擠出加工時(shí)會(huì)遇到由于容易破裂而產(chǎn)生裂紋現(xiàn)象，在超高分子量聚乙烯注塑時(shí)出現(xiàn)噴流而致使制品出現(xiàn)多孔或脫層現(xiàn)象。這是熱塑性方法加工超高分子量聚乙烯的難題。
 
普通聚乙烯熔融時(shí)呈粘流態(tài)，從口模擠出后立即下垂，而熔融的UHMWPE，從高溫口模擠出時(shí)具有一定的熔融剛度，并不是馬上下垂，呈半透明固體狀水平向偏下方向向前移動(dòng)，表現(xiàn)為高粘彈態(tài)。由此可見，UHMWPE熔融時(shí)是粘度極高、流動(dòng)極差的特殊熔體。UHMWPE摩擦因數(shù)極低，即使是在熔融狀態(tài)時(shí)也是如此，因此在進(jìn)料過程中容易在加料段發(fā)生打滑，無法向前推進(jìn)，這也是螺桿擠出加工時(shí)遇到的難題。
 
作為熱塑性工程塑料的UHMWPE在固態(tài)時(shí)具有優(yōu)良的綜合性能，但其熔體特性和普通聚乙烯等一般熱塑性塑料又截然不同，給加工帶來困難。超高分子量聚乙烯的熔體流動(dòng)速率即使在加大10倍情況下幾乎是零，因此可以看出流動(dòng)性極差。普通聚乙烯在擠出機(jī)中進(jìn)行加工時(shí)，由料斗加入的固態(tài)粒料或粉料在機(jī)筒的熱和螺桿剪切作用下，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)檎承粤黧w，即使螺桿設(shè)計(jì)和溫度條件不很理想，也不會(huì)產(chǎn)生物料堵塞在機(jī)筒中不動(dòng)或完全擠不出來的現(xiàn)象。
 
層流狀態(tài)，在低速時(shí)機(jī)頭內(nèi)物料流動(dòng)，在機(jī)頭的出口會(huì)出現(xiàn)離模膨脹現(xiàn)象，熔體破裂流動(dòng)態(tài)，擠出物的熔體粗糙呈鯊魚皮狀?；鳡顟B(tài)，熔體沒有受剪切作用，熔體各層之間沒有相對(duì)位移，但它和層流狀態(tài)不同，他不產(chǎn)生離模膨脹現(xiàn)象。噴流狀態(tài)，熔體在高速剪切下熔體被剪切成粉末狀噴出，這種狀態(tài)在普通注塑加工聚乙烯時(shí)是看不到的。這是由于普通聚乙烯只有在很高的剪切速率下才產(chǎn)生噴流現(xiàn)象，但是在普通注塑機(jī)上是不能產(chǎn)生如此高的剪切速率的。
 
UHMWPE的物料在螺桿上運(yùn)動(dòng)近似為固體輸送、移動(dòng)過程，即粉末-半固體-高粘彈體的變化過程，是典型的塞流輸送機(jī)理。沒有自由流動(dòng)的粘流態(tài)，物料容易堵塞在壓縮段包覆螺桿一起旋轉(zhuǎn)而無法擠出，這種現(xiàn)象也較料塞，這正是使用普通的、未經(jīng)改造單螺桿擠出機(jī)加工UHMWPE時(shí)遇到的最大難題。
 
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