《转矩流变仪讲义》PPT课件

转矩流变仪系统
为什么选用转矩流变仪？
• 聚合物在熔融状态下进行加工： （挤出、注塑）
• 可流动性（粘度）将影响： 可加工性 最终产品的质量
• 转矩流变仪及其测量传感器是： 小型化的生产设备 （密炼机、挤出机、转子、后牵引设备）
• 测试流程与生产相似
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转矩流变仪 PolyLab OS
RheoDrive（主机） + 密炼机/挤出机（测量系统）+附件
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流变测量
圆棒毛细管 试验
狭缝毛细管 试验
PolyLab OS 测量系统
• 实验室（测量）密炼机 ：
9
电加热密炼机：Rheomix 600 / 3000
• 电加热 • 压缩空气冷却 • 3区加热：
后板 / 中碗 / 前板 • 温度范围：室温到400 ℃ • 可程序升温 • 可自由更换转子：
- Roller 转子 - Cam转子 - Banbury 转子 - Sigma 转子 • 加料可手动或气动操作
聚合物加工领域的合作者（MC-Haake）
转矩流变仪QC
转矩流变仪OS
台式系统的测量密炼机和 挤出机，可用于质量控制
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模块化系统，配有测量密炼 机和挤出机，可模拟生产并 对流程进行验证
聚合物加工领域的合作者（ MC-Haake ）
微量混合流变仪
微量注射成型仪
在线流变仪
微量混合流变仪和微量注 射成型仪，适用于极少量 材料的加工（1~50克）
7 9 加料杆
密炼机试验过程
17
密炼机清洁
18
PolySoft软件常规评估 - 曲线类型1
扭矩 [Nm]
材料：
• 聚烯烃 ：
聚乙烯 PE 、聚丙烯 PP
• 工程塑料：
PS、PA、PC、PEEK、 LCP
M L 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
运行时间
测试点：
• L= 负载点
检测整个密炼机装料过程，此点仅作 为进一步计算的时间依据，扭矩值根 据装料情况而定
微量注射成型仪，适用于 制备拉伸、DMA、冲击、 流变等所需的试验样条
在线流变仪用于连续监测聚 合物生产所需的粘度和熔融 指数
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聚合物加工领域的合作者（MC-Haake）
实验室混料系统
中试及生产混料系统
16mm双螺杆挤出式混料 机，适用于药物及聚合物 加工
3
16mm和24mm双螺杆挤出式 混料机，适用于小规模生产， 包括制药行业用GMP系统
热塑料、较少轴向分布，陶瓷复合物、食 品（粘稠、高扭矩）
食品应用和塑料溶胶（有扭矩限制）
密炼机–测量原理
3
2
15
在加热密炼腔内使用反向旋 转转子的样品剪切过程
试验结果：
扭矩 熔体温度
1 2 7 3 9
16
电加热密炼机（原理图）
4
1 后板
5
2 中碗
3 前板 6 4 转子轴承
5 轴套
6 转子
8 7 熔体热电偶 8 控温热电偶
RheoDrive
密炼机 单螺杆挤出机
百度文库附加 分析传感器
双螺杆挤出机
转子
喂料系统
螺杆
口模
后牵引设备
5
PolyLab OS - 新设计
6
PolyLab OS - 新设计
7
PolyLab OS 应用试验
PolyLab OS
相对测量
其他CAN传感器
绝对测量
密炼机 试验
挤出机 试验
单螺杆 挤出机
双螺杆 挤出机
扭矩 [Nm]
L
V
F
M
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
运行时间 [min]
材料： • PVC （硬质）
测试点： • L = 负载点 • V = 谷点
（熔融过程的起始点） • F = 熔点
（ 熔融过程完成） • M = 最低点
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PolySoft软件常规评估 - 曲线类型2
• 负载点（L）： 表示密炼机填料完毕并且关闭。
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密炼机的各种转子
12
密炼机转子及应用
Roller转子 Banbury转子
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用于混合热塑性材料，如聚烯烃、聚 氯乙烯、工程塑料等
用于混合弹性体，还可用于将粉末混 合到热塑料材料中 橡胶行业中应用更为普遍
Delta转子 Cam转子 Sigma转子
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密炼机转子及应用
热固性材料的混合和交联，使用540型锥 形密炼腔
• M = 最低点
最低熔体粘度
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Torque [Nm]
80 70 60 50 扭 40 矩 30 20 10
0 0
20
稳定剂对聚酰胺的影响
Rheomix600, Roller转子 温度：280℃, 质量：52g, 转速：60 rpm
PA6（使用稳定剂）
PA6（不使用稳定剂）
5
10
15
20
25
时T时间im间（e（分[m分）in）]
23
样品量对PVC熔融的影响
Rheomix600, Roller转子, 温度：160℃, 转速：40 rpm
m：66 g
m：64 g
m：60 g
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样品重量对PVC熔融的影响
m： 60 g
25
m： 66 g
PolySoft软件常规评估 - 曲线类型3
扭矩 [Nm]
稳定时间
L VF S
MOD
0
3
Torque [Nm]
30
25
20
扭 15 矩
10
5
0 0
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使用不同炭黑的SAN
Rheomix600, Roller转子
温度：230℃, 质量：58g, 转速：40 rpm
SAN & 30% 炭黑 2
SAN & 30% 炭黑 1
2
4
6
8
10
12
14
时间 [分]
PolySoft软件常规评估 - 曲线类型2
10
液体（油）加热密炼机：Rheomix 610 / 3010
• 液体加热一般用于较低温度的实验（例如橡胶的密炼实验） • 3区加热：
后板 / 中碗 / 前板 • 温度范围：室温到350℃ • 可程序升温 • 可自由更换转子：
- Roller 转子 - Cam转子 - Banbury 转子 - Sigma 转子 • 加料可手动或气动操作
6
9
12 15 18 21 24 27 30
运行时间 [minutes]
材料：
• PVC （硬质） 稳定性试验
测试点：
• L = 负载点 • V = 谷点
（熔融过程起始点） • F = 熔点
（ 熔融过程结束） • S = 稳定扭矩 • M = 最低点 • O = 分解发生 • D = 分解峰值
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PolySoft软件常规评估 - 曲线类型3
此点仅作为计算的时间依据。 扭矩值根据载料类型而定。 载料速度和载料强度可人为调控。
• 谷点（V）： 表示PVC 干混料开始熔融。 此点对混合物配方至关重要。
• 熔点（F）： 表示PVC熔融完成。 此点对混合物配方至关重要。 超过此点值后，扭矩由于摩擦/热量开始降 低。
• 最低点（M）： 表示材料到达最低粘度。