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流變儀介紹與分類

點(diǎn)擊次數(shù):2305更新時間:2018-07-16
一、簡介    
用于測定聚合物熔體,聚合物溶液, 懸浮液,乳液、涂料、油墨和食品等流變性質(zhì)的儀器。   
二、分類   
1.旋轉(zhuǎn)流變儀    A:控制應(yīng)力型: 使用zui多,如德國哈克(Haake)RS系列、美國TA的AR系列、英國Malven、奧地利Anton-Paar的MCR系列,都是這一類型的流變儀。前三家的產(chǎn)品馬達(dá)采用托杯馬達(dá),托杯馬達(dá)屬于異步交流馬達(dá),慣量小,特別適合于低粘度的樣品測試;Anton-Paar的流變儀采用永磁體直流馬達(dá),慣量稍大,但從原理上響應(yīng)速度快,也是目前應(yīng)力型流變儀的一種發(fā)展方向。這一類型的流變儀,采用馬達(dá)帶動夾具給樣品施加應(yīng)力,同時用光學(xué)解碼器測量產(chǎn)生的應(yīng)變或轉(zhuǎn)速。    控制應(yīng)力的流變儀由于有較大的操作空間,可以連接更多的功能附件。   B:控制應(yīng)變型:目前只有美國TA的ARES屬于單純的控制應(yīng)變型流變儀,這種流變儀直流馬達(dá)安裝在底部,通過夾具給樣品施加應(yīng)變,樣品上部通過夾具連接倒扭矩傳感器上,測量產(chǎn)生的應(yīng)力;這種流變儀只能做單純的控制應(yīng)變實(shí)驗,原因是扭矩傳感器在測量扭矩時產(chǎn)生形變,需要一個再平衡的時間,因此反應(yīng)時間就比較慢,這樣就無法通過回饋循環(huán)來控制應(yīng)力。    控制應(yīng)變的流變儀由于硬件復(fù)雜,目前只有幾種功能附件可供選擇。   
2.毛細(xì)管流變儀    毛細(xì)管流變儀主要用于高聚物材料熔體流變性能的測試;目前日本安田精機(jī)生產(chǎn)的半自動毛細(xì)管流變儀有輕載荷和重載荷兩種類型,此試驗機(jī)中還配備清掃機(jī)構(gòu),自動循環(huán)進(jìn)行試驗。這類設(shè)備工作原理是,物料在電加熱的料桶里被加熱熔融,料桶的下部安裝有一定規(guī)格的毛細(xì)管口模(有不同直徑0.25~2mm和不同長度的0.25~40mm),溫度穩(wěn)定后,料桶上部的料桿在驅(qū)動馬達(dá)的帶動下以一定的速度或以一定規(guī)律變化的速度把物料從毛細(xì)管口模種擠出來。在擠出的過程中,可以測量出毛細(xì)管口模入口出的壓力,在結(jié)合已知的速度參數(shù)、口模和料桶參數(shù)、以及流變學(xué)模型,從而計算出在不同剪切速率下熔體的剪切粘度。 
3.轉(zhuǎn)矩流變儀 實(shí)際上是在實(shí)驗型擠出機(jī)的基礎(chǔ)上,配合毛細(xì)管、密煉室、單雙螺桿、吹膜等不同模塊,模擬高聚物材料在加工過程中的一些參數(shù),這種設(shè)備相當(dāng)于聚合物加工的小型實(shí)驗設(shè)備,與材料的實(shí)際加工過程更為接近,主要用于與實(shí)際生產(chǎn)接近的研究領(lǐng)域。   
4.界面流變儀    目前這種流變儀有振蕩液滴、振蕩剪切等幾種原理;是流變測試中zui難以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)的一個領(lǐng)域;還沒有一種特別好而又通用的方法。 
三、使用說明    
主要有錐板式、平行板式、同軸圓筒式和毛細(xì)管式。    錐板式為精密流變儀,可測多種材料函數(shù),適用于較高黏度的高分子和熔體。溶液    平行板式為錐板式的附件,作為補(bǔ)充適于較黏高分子溶液熔體和多相體系。   同軸圓筒式為便易黏度計,適合低黏、低彈性。流體    毛細(xì)管式適合于寬范圍表觀黏度測定(尤其適于高速、高黏流體),剪切速率及流動時的流線,幾何形狀與擠出注模時的實(shí)際條件相似??蓽y量材料的黏度、彈性和流變特性。    目前測定高聚物剪切黏度和流動性的儀器有以下幾類:落球型、轉(zhuǎn)動型(包括各種改良型門尼黏度儀),振蕩型(扭轉(zhuǎn)振動流變儀和圓盤振蕩流變儀)、混煉機(jī)型[布拉本德(Brabender)塑性計]和毛細(xì)管擠出型(毛細(xì)管流變儀和加工性能測定儀)等。上述各種測試儀器和測定方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍,可互相補(bǔ)充。
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