熔体破裂

熔体破裂是指聚合物熔体在导管中流动时，如剪切速率大于某一极限值，往住产生不稳定流动，挤出物表面出现凹凸不平或外形发生竹节状、螺旋状等畸变．以至支离、断裂。

简介熔体破裂（melt fracture）在挤出成型时挤出速度太大或材料温度过低，挤出物表面形成不规则凹凸不平，呈竹节枝状，失去光泽的现象。1

原因发生的原因是材料流入模口时速度过大，不能形成平行线流，或者熔体黏度过高，内应力松弛时间要求过长，这些使熔体各点所表现的弹性应变不一样，从而使挤出物在弹性恢复过程中出现畸变或断裂现象。此外．在流入口模的角度不适当或口模流路有死角也可发生该现象。

熔体破裂图片在高聚物加工时，熔体剪切速率较低时挤出物具有光滑表面和均匀形状。当剪切速率达到某值时，挤出物表面失去光泽且表面粗糙，类似于橘皮纹。当挤压速率再升高时，挤出物表面出现众多的不规则的结节、扭曲或竹节纹，甚至支离和断裂成碎片或柱段。这种现象称为熔体破裂。

这些现象说明，在低的剪切应力或速率下，各种因素引起的扰动被熔体黏性所抑制。而在高的剪切应力或速率下，流体的弹性恢复的扰动难以抑制，且发展成不稳定流动，引起流体的破裂，如下图所示。2

机理熔体破裂的机理目前尚无统一认识，但各种假定都认为这也是高分子熔体弹性行为的表现3。

这里只介绍一种假说：

机头定型段表面有一定粗糙度，此外定型段表面通常含有杂质，这对聚合物熔体与定型段表面粘附的寿命有不利影响。另一方面，高粘弹性的熔体在定型段的间隙中产生了剪切应力及两个非零的法向应力。随着流速的提高，分子在流速方向上发生一定取向，从而阻碍了聚合物分子尺寸与机头表面粗糙面尺寸完全一致；更重要的是，这会增大界面处熔体的应力。粘弹性力的增加，增加了熔体与界面分离的趋势。所以当应力超过某一值时，分子链与机头表面出现滑移。这种滑移会影响熔体的流变学特性，使得流动不稳定，因而挤出物表面会出现各种不均匀性。4

改善方法1、将口模入口角变成圆角，减小应力集中现象。

2、根据聚合物本身性质，调整口模定型长度，比如对于LDPE就要减小口模定型长，HDPE则要增加。

3、改善口型区的表面光滑度。

4、适度提高加工温度。

5、加入加工助剂。

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学