第一组-流变仪的测试课件.ppt

1、流 变 仪 测 试第一组：2833n流变仪，用于测定聚合物熔体，聚合物流变仪，用于测定聚合物熔体，聚合物溶液、悬浮液、乳液、涂料、油墨和食溶液、悬浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流变性质的仪器。可分为旋转流变品等流变性质的仪器。可分为旋转流变仪、毛细管流变仪、转矩流变仪和界面仪、毛细管流变仪、转矩流变仪和界面流变仪。流变仪。1.旋转流变仪A：控制应力型:使用最多，如德国哈克(Haake)RS系列、美国TA的AR系列、英国Malven、奥地利Anton-Paar的MCR系列，都是这一类型的流变仪。前三家的产品马达采用托杯马达，托杯马达属于异步交流马达，惯量小，特别适合于低粘度的样品测试；Anton

2、-Paar的流变仪采用永磁体直流马达，惯量稍大，但从原理上响应速度快，也是目前应力型流变仪的一种发展方向。这一类型的流变仪，采用马达带动夹具给样品施加应力，同时用光学解码器测量产生的应变或转速。控制应力的流变仪由于有较大的操作空间，可以连接更多的功能附件。B：控制应变型：目前只有美国TA的ARES属于单纯的控制应变型流变仪，这种流变仪直流马达安装在底部，通过夹具给样品施加应变，样品上部通过夹具连接倒扭矩传感器上，测量产生的应力；这种流变仪只能做单纯的控制应变实验，原因是扭矩传感器在测量扭矩时产生形变，需要一个再平衡的时间，因此反应时间就比较慢，这样就无法通过回馈循环来控制应力。控制应变的流变仪

3、由于硬件复杂，目前只有几种功能附件可供选择。1.1.旋转流变仪旋转流变仪2.毛细管流变仪毛细管流变仪毛细管流变仪主要用于高聚物材料熔体流变性能的测试；工作原理是，物料在电加热的料桶里被加热熔融，料桶的下部安装有一定规格的毛细管口模（有不同直径 0.252mm和不同长度的0.2540mm），温度稳定后，料桶上部的料杆在驱动马达的带动下以一定的速度或以一定规律变化的速度把物料从毛细管口模种挤出来。在挤出的过程中，可以测量出毛细管口模入口出的压力，在结合已知的速度参数、口模和料桶参数、以及流变学模型，从而计算出在不同剪切速率下熔体的剪切粘度。n3.界面流变仪界面流变仪目前这种流变仪有振荡液滴、振荡剪

4、切等几种原理；是流变测试中最难以准确实现的一个领域；还没有一种特别好而又通用的方法。n4.转矩流变仪转矩流变仪实际上是在实验型挤出机的基础上，配合毛细管、密炼室、单双螺杆、吹膜等不同模块，模拟高聚物材料在加工过程中的一些参数，这种设备相当于聚合物加工的小型实验设备，与材料的实际加工过程更为接近，主要用于与实际生产接近的研究领域。转矩流变仪压杆压杆加料口加料口密炼室密炼室漏斗漏斗转矩流变仪示意图转矩流变仪示意图密炼机密炼机紧急制紧急制动开关动开关手动手动面板面板驱动及驱动及扭矩传扭矩传感器感器开开关关计算机计算机n原理：物料被加到混炼室中，受到两个转子所施加的作用力，使物料在转子与室壁间进行混炼

5、剪切，物料对转子凸棱施加反作用力，这个力由测力传感器测量，在经过机械分级的杠杆和臂转换成转矩值的单位牛顿.米（N.m）读数。其转矩值的大小反应了物料黏度的大小。通过热电偶对转子温度的控制，可以得到不同温度下物料的黏度。主要功能：主要功能：可以在类似于实际加工的情况下，连续、准可以在类似于实际加工的情况下，连续、准确可靠地对材料的流变性能进行测定，如多组确可靠地对材料的流变性能进行测定，如多组份的混合、热塑性树脂的交联、弹性体的硫化，份的混合、热塑性树脂的交联、弹性体的硫化，材料的动态稳定性以及螺杆转速对体系加工性材料的动态稳定性以及螺杆转速对体系加工性能的影响等能的影响等。根据不同的试验目的需

6、要，可以根据不同的试验目的需要，可以通过更换各种相应的测量附体，进行动态模拟通过更换各种相应的测量附体，进行动态模拟混和，密炼，挤出吹塑等实际的加工过程。可混和，密炼，挤出吹塑等实际的加工过程。可广泛应用于研究，教学，生产等部门开发新材广泛应用于研究，教学，生产等部门开发新材料，设计新配方，测定物料性能，摸索加工工料，设计新配方，测定物料性能，摸索加工工艺条件，用于指导实际生产的必备设备艺条件，用于指导实际生产的必备设备。操作步骤操作步骤n1、准备工作n 了解仪器的操作，安装仪器，并按配方进行加料，并用天平准确称量。n2、测试操作n 启动转矩流变仪的微机及动力系统，按照输入程序，使用S指令把标

7、题、加热温度、转子转速、运行控制、参数显示、指令代码等实验条件输入微机处理。n 当显示的温度偏差为O时，表示混合器加热已达到规定的温度。接通电机，加入被测试试样，开启打印机，开始实验。当达到指令编定的时间时，实验自动停止。n 将磁盘插入磁盘驱动器，使用W指令，贮存全部的实验数据。n 拆卸、清理干净混合器，为再次实验做好准备。n3、数据整理n把系统40程序及贮存实验数据的两磁盘分别插入一号、二号磁盘驱动器，用T指令，阅读存入的实验数据。n使用R指令，输入欲得实验数据的起、止时间和显示数据的间隔时间，得到实验数值表，用P指令打印出来。n使用A指令，输入欲得实验图形的起、止时间和图形X、Y、Z轴表征

8、的实验参数，得出实验图，用P指令打印出来。图中第一个峰为加料峰，第二个峰为塑化峰，第三个峰为分解峰，分别表示物料的加入、塑化和分解。加料峰到塑化峰之间的时间间隔为塑化时间，塑化峰到分解峰之间的时间间隔为热稳定时间。在实际加工加工时，物料在螺杆塑化段内的停留时间应不小于塑化时间，保证物料的充分塑化，并且在热分解之前完成加工加工曲线分析曲线分析如何读流变曲线如何读流变曲线n基本知识 流变曲线是材料粘弹性能的具体量化，是通过流变仪在可控的条件下得到的测量结果。因此，为了更好的理解流变曲线的所提供的信息，需要具备三方面的基本知识：流变基础知识、流变测量知识和相关材料的知识。n熟悉基本流变曲线，清楚其提

9、供的信息意义 材料千变万化，但基本流变曲线的数量是有限的。每一大类材料的基本流变性能是相似的，因而流变曲线的形状是一样的。不同的是指纹特征，如曲线的数量水平，曲线的陡直，特征区域或峰的位置和强弱等。同时，能理解不同的影响因数是如何改变曲线的形状和指纹特征。流变曲线提供材料的结构、工艺模拟、加工性能及其产品性能方面的信息。单一的流变曲线只能提供某些特定的信息，但多种流变曲线就可能提供较为完整的信息。n流变曲线的理解应该与具体的材料相结合 流变曲线是实验曲线，只有在深入了解被测材料性质的情况下，才能更好的理解流变曲线、应用流变曲线、解决具体的有关材料的结构、性能、工艺配方、加工等方面的问题。谢 谢 欣 赏！