《转矩流变仪讲义》PPT课件
流变仪第二组 (2)(1)
流变仪主要操作流程
1、检查电气电路连接状态,特别是温度、压力测 试点以及与微机串口连接信号数字线 2、根据测试要求选配混合器或挤出机等相应模口 (如已经加热应戴上耐热手套,以防烫伤) 3、配料并装入相应喂料口或斗 4、接通机上总电源,启动电脑电源 5、进入系统界面后启动winrheo专用测试软件, 根据具体测试项目选择相应功能键
加工性能进行评价。
——转矩的绝对值直接反映物料的性质及其表观粘度大小。 ——转矩随时间的变化反映加工过程中物料均匀程度的变化 及其化学、物理结构的改变。 ——还可同时得到温度曲线、压力曲线、总扭矩曲线等信息。 在不同温度和不同转速下测定,可了解加工性能与温度、 剪切速率的关系。
有关扭矩谱的几点注意事项:
§6.3
转
基本原理 基本结构 操作流程 结果分析 影响因素 注意事项 故障及排除方法 基本应用
矩
流
变
仪
基本原理
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力臂转换成转矩值 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
流变仪主要操作流程
6、设定温度、压力和转速等测试参数 7、启动加热功能键
8、达到设定值方能启动电机功能键
9、启动数据记录功能键 10、数据分析、处理、备份和打印
一、 扭矩谱
扭矩谱
——在设定温度和转速(平均剪切速率)下,从转矩流变仪得 到的转矩随时间变化的曲线。
根据转矩-时间变化曲线,可对物料的流变行为与
流变11转矩流变
“
密闭式混合器相当于一个小型的密炼机,由一个 字型的可拆 卸混合室和一对以不同转速、相向旋转的转子组成,在混合室内, 转子相向旋转,对物料施加剪切,使物料在混合室被强制混合,两 个转子的Hale Waihona Puke 度不同,在其间隙中发生分散性混合。
原理与方法
采用混合器测试时,高聚物以粒子或粉末的形式自加 料口加入到密炼室中,物料受到上顶压料杆的压力,并且 通过转子表面与混合壁之间的剪切、搅拌、挤压,转子之 间的捏合、撕扯,转子轴向翻捣、捏炼等作用,实现物料 的塑化、混炼,直到达到均匀状态。
应用研究 加工过程的模拟与分析
A 典型转矩曲线
B 聚合物交联过程的研究
C PVC凝胶化过程的研究:
对于PVC树脂凝胶过程有不同的理论模型, 其中粉碎机理模量的解释如下:
Oa段:由于摩擦力作用,转矩上升; ab段:当客服静摩擦力之后,粒子之间产生滑移,从而进入动摩擦过程, 粉碎的混合物中空气被逐步挤出,并受到加热,转矩下降至b点; b点:物料成压实状态; bc段:PVC粉体粒子外包膜被融化、撕裂,包膜内的微细粒子挣脱出来而独 立存在,随着微细粒子的增多,转矩上升; c点:PVC粉体粒子已经全部成为微细粒子,并在局部出现尺寸更小的次级 粒子,此时体系的转矩值最大。通常称c点为熔融峰; Oc或ac段时间成为塑化时间,bc段时间成为熔融时间。它们反映了PVC树脂 凝胶化的快慢; cd段:细微粒子逐步向次级粒子与分子粒子层次转变,此时转矩逐步减小。 料温逐步上升,物料的流动由粒子间相对滑动向熔体均匀变形、流动转变; d点:PVC粒子破碎细化基本完成,转矩达到平衡。
转矩流变实验原理及应用
提纲
• • • • 概述 原理与方法 实验步骤 应用研究——加工过程 的模拟与分析
流变仪的基本应用和原理
瞬态流变实验
实验时材料内部的应力或应变发生阶跃变 化。相当于一个突然的起始或终止流动。
第6章 流变仪的基本原理及应用
第6章 流变仪的基本原理及应用
流变测量学
是应用有效测定材料流变性能和数据的技术,通过获 取材料的流变参量,进行流变分析,进行对新材料的 研制,寻找材料的本构方程。
流变测定的目的
⑴ 物料的流变学表征。最基本的流变测量任务。通 过物料流变性质的测量可了解体系的组分、结构及测试 条件等对加工流变性能的贡献,为材料物理和力学性能 设计、配方设计、工艺设计提供基础数据和理论依据, 通过控制达到期望的加工流动性和主要物理力学性能。
R
•
R
R
R
•
,
R
n´= n
102 s-1
•
R
3n΄ +1
4n΄
4Q
R3
3n΄
+1
•
4n΄
a
ln R
lnK
n
ln
3n΄ + 4n΄
1
n
ln
4Q
R3
180℃HDPE熔体的双对数流变曲线
非牛顿流体的幂律定律
•
ln R lnK n ln R
•n
R K R
这里
d ln R
d
ln
4Q R3
出口压降。
修正
第6章 流变仪的基本原理及应用
考虑和计入入口效应的压力损
失,常用贝格里(Bagley)方法。
在一定剪切速率下,料筒-毛细管
的总压力降与毛细管的长径比是
线性关系。
R
rz,max
pR 2L
贝格里法计算毛细管壁上的剪
流变仪
适应不同类型材料的测试研究。通过测量转矩、温度及观
察挤出物的外观,可直接地了解螺杆转速、各区段温度分 布对物料挤出性能的影响。而成型装置可以实时地将物料 的流变性能与成型结合起来,更好地优化物料的挤出和成 型工艺。
基本原理
基本工作原理与密炼机相同
采用混合器测试时,高分子粒料或粉末自加料口加入到 混炼室中,物料受到上顶栓的压力,并且通过转子表面与 混合室壁之间的剪切、搅拌、挤压,转子之间的捏合、撕
在热的作用下, 粒子内核慢慢熔融, 转矩随之下降。
经过一定时 间后,在热和 力的作用下, 随着交联或降 解的发生,转 矩会有较大幅 度的升高或降 低。
在实际加工过程中,第一次转矩最大值所对应的时间非常短,很少能观察 到。转矩第二次达到稳态所需的时间通常为3~15min,这依赖于所采用的材 料和加工条件(温度和转速)。
基本结构
——多功能、积木式流变测量仪。 记录混合过程中物料对转子或螺杆产生的反扭矩随温度和 时间的变化; 研究物料在加工过程中的分散性能、流动行为和结构变化 (交联、热稳定,等)。生产质量控制的有效手段。 优势:与实际生产设备,如单、双螺杆挤出机、密炼机,
转
矩
流
变
仪
的结构相似,且物料用量少,可模拟混炼、挤出等加工过
微机控制系统 基本 结构 组成 机电驱动系统 可更换实验部件
实验参数设置、实验结果显示 控制实验温度、转子速度、压力;记 录温度、转矩和压力随时间的变化 密闭式混合器(转子)或螺杆挤出器
核心部件:转子
转子类型 Roller转子
图像
适用材料
适于热塑性塑料、热固性塑 料的混合,可测试材料的粘 性、交联反应和剪切/热应力 中等剪切范围内对热塑性塑
(3)转速 混炼室中转子转速的确定一般以加工所需要的条件 而定。同时按照物料粘滞阻力的大小、测试温度的 高低、仪器灵敏度的大小等条件再进行适当调整。 (4)加料速度 物料加入混炼室时,应使用斜槽柱塞加料器,在尽 可能短的时间内把物料压入混炼室内。其原因是如 果物料进入时间长短不同,物料各部分受热、受剪 切的时间就不同,造成结果波动,重复性差。
06 第六章 转矩流变仪
转矩流变仪是一种多功能、 积木式流变测量仪, 通过记录物料在混合过程中对转子或螺 杆产生的反扭矩以及温度随时间的变化, 可研究物料在加工过程中的分散性能、 流动行为及 结构变化(交联、热稳定性等),同时也可作为生产质量控制的有效手段。由于转矩流变仪与 实际生产设备(密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等)结构类似,且物料用量少,所以可 在实验室中模拟混炼、挤出等工艺过程,特别适宜于生产配方和工艺条件的优选。 转矩流变仪的基本结构可分为三部分: 微机控制系统, 用于实验参数的设置及实验结果 的显示;机电驱动系统,用于控制实验温度、转子速度、压力,并可记录温度、压力和转矩 随时间的变化;可更换的实验部件,一般根据需要配备密闭式混合器或螺杆挤出器。 密闭式混合器(图 6-1)相当于一个小型的密炼机,由一个“∞”字型的可拆卸混合室和 一对以不同转速、相向旋转的转子组成。在混合室内,转子相向旋转,对物料施加剪切,使 物料在混合室内被强制混合;两个转子的速度不同,在其间隙中发生分散性混合。
∆E -1 T + n ln N R
(6-3)
显然,根据系统自动记录的转矩 M、温度 T 和转速 N,利用多元回归分析可得到∆E 和 n、 K′。但困难在于常数 K、C1、C2 无法确定。 6-2.2 温度补偿转矩 物料在混炼过程中,由于摩擦生热导致物料温度随时间延长而升高。对高聚物而言,其 粘度随温度的升高而降低,导致转矩下降。因此,应当对温度效应进行补偿。通常可采用 Arrhenuius 公式获得温度补偿转矩:
转速 N 为常量,因此上式两边积分可得
EM =
(6-9)
其中 MT 为总转矩,可由系统自动积分得到。 定义比机械能为机械能与物料重量的比值:
ES =
转矩流变仪的应用
塑料测试技术
主讲教师: 谭寿再 吴丽旋 周延辉 杨崇岭
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转矩流变仪的应用
•主讲:吴丽旋
塑料测试技术
资源共享课
根据塑料原料哪些性能指标 来调试成型加工工艺参数
常 用 塑 料 原 料
吹膜
注射成型
挤出成型
3
塑料测试技术
资源共享课
转矩流变仪的使用
板材的热稳定性能怎样? PET瓶原料粘度是多少?
塑料测试技术
资源共享课
转矩-时间变化曲线分析
当此阻力被 克服后,转矩 开始下降 并 在较短时间内 达到稳态。
高聚物被加 入到密炼室中 时,自由旋转 的转子受到来 自固体粒子或 粉末的阻力, 转矩急剧上升。 当粒子表面开始熔融并发 生聚集时,转矩再次升高。 当粒子完全熔 融后,物料成为 易于流动的宏观 连续流体,转矩 再次达到稳态。
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转矩-时间变化曲线
根据转矩-时间变化曲线,可对物料的流 变行为与加工性能进行评价:
1. 转矩的绝对值直接反映物料的性质及其表观 粘度大小。 2. 转矩随时间的变化反映加工过程中物料均匀 程度的变化及其化学、物理结构的改变。 3. 还可同时得到温度曲线、压力曲线、总扭矩 曲线等信息。 4. 在不同温度和不同转速下测定,可了解加工 性能与温度、剪切速率的关系。
•
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转矩-时间变化曲线
在设定温
度和转速(平 均剪切速率) 下,从转矩 流变仪得到
的转矩随时
间变化的曲 线。
图 1 典型的转矩随时间的变化曲线图 M1—最小转矩;M2—最大转矩;M3——平衡转矩 t1—物料受热压实时间;t2—塑化时间(熔融软化);
转矩-流变仪数据的流变学解释
转矩-流变仪数据的流变学解释Brabender 转矩-流变仪已广泛用于测量塑料的坚固性和加工性能很多年了。
最近的应用包括Russell所作的剪切速率对聚丙烯稳定性的影响的测量和DeCoste所作的聚氯乙稀加工性能的研究。
这个仪器的用户面对的问题之一是解释它提供的数据。
可以定性的指示熔融粘度,粘度-温度的依赖性,降解和交联。
但是这些目前还没有转换成绝对的流变学单位。
例如,制造商声称仪器可测量热塑性材料在典型加工条件下的粘度行为,然而有效的剪切速率范围目前还没有明确的定义。
这篇文章的目的是提供一个将转矩-温度数据转换成流变学基础单位的大致的方法。
包括一个绘制转矩-流变仪数据图的新方法,这使得流变学的解释变得可能。
它扩展了从转矩-流变仪测试得到的信息的数量,增加了仪器的多功能性。
大量的假定和经验的关系可以在这篇文章中看到。
但是,这样处理数据衍生了许多,和毛细管流变仪数据的相关使这一方法有效。
仪器详情和程序这些测试采用Brabender 塑胶-磁带回线自动记录器转矩-流变仪,见图1,装备了一个转子型测量头,包括一个内部连接的,数字8型的膛,∑粒子的,反方向旋转的刀片在里面转动。
测试的样品限制在膛里,在刀片和膛壁间移动。
头部的分解图示于图2。
将要测试的聚合物填充在头部的混合腔里,旋转刀片要求的转矩从测力计机架传送到比例尺,再通过控制杆系统重新命令。
聚合物的温度由混合腔底部的热电偶测得。
注入惰性气体来使讲解最小化。
将足够的聚合物加入混合腔来使融化后完全填满它。
这个范围对于聚乙烯来说从42到44克,对于聚苯乙烯可达到50克。
材料聚丁烯单体聚丁烯No.128, Chevron Chemical Company.数均分子量=2700。
Chevron 聚丙烯9094,Chevron Chemical Company.通用聚丙烯;熔体流动速率,230摄氏度,2160克负载,3.5。
从固有粘度计算得到的分子量=280,000。
转矩流变仪结构.
7
3 9
6
8
7
塑料测试技术
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转子类型 Roller转子
图像
适用材料
适于热塑性塑料、热固性 塑料的混合,可测试材料 的粘性、交联反应和剪切 /热应力 中等剪切范围内对热塑性 塑料和橡胶进行混合与测
Cam转子
试
Banbury转子 Sigma转子 Delta转子
用于天然橡胶、合成橡胶
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转矩流变仪结构、原理、使用 转矩流变仪结构 转矩流变仪的组成
转矩流变仪工作原理
转矩流变仪的使用
塑料测试技术
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一、转矩流变仪结构
聚合物在复杂加工条件下的性质 统称。 转矩流变仪可配备不同形式的螺 杆挤出机、密炼机提供了更接近 于实际加工的动态测量方法,可 以在类似实际加工的情况下,连 续、准确可靠地对材料的加工性 能进行测定,以适应各种类型材 料的测试研究。
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塑料测试技术
主讲教师: 谭寿再 吴丽旋 周延辉 杨崇岭
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转矩流变仪结构与原理
•主讲:吴丽旋
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根据塑料原料哪些性能指标 来调试成型加工工艺参数
常 用 塑 料 原 料
吹膜
注射成型
挤出成型
3
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转矩流变仪结构、原理、使用
板材的热稳定性能怎样? PET瓶原料粘度是多少?
一、转矩流变仪结构
转 矩 流 变 仪 的 结 构 软件 硬件
主机 辅机 包括密炼机、单 螺杆挤出机、双 螺杆挤出机、吹 膜机、压延挤带 机、电缆包履装 置和造粒机等。 配件 主要用于测量控制和测量数据储存、分析与结果输出等
《旋转流变仪的应用》课件
旋转流变仪的主要组成部分
载样部分
用于盛装待测样品,并通过旋转转子施加剪切力。
监测传感器
用于测量பைடு நூலகம்品的应力响应,并将数据传输给控制器进行分析。
控制器
用于控制旋转流变仪的运行和记录实验数据。
旋转流变仪的应用场景
1 医药行业
2 食品行业
用于测量药品的黏度和流变特性,确保药 剂的稳定性和药效。
用于测量食品的流变特性,优化生产工艺 和改善产品质量。
案例2 :石蜡熔点测试
利用旋转流变仪测定石蜡的熔点,评估其在不同 温度下的物理性质。
总结
旋转流变仪是一种广泛应用于各个行业的重要仪器,它能够准确测量物质的 流动性质和变形特性,为研究和生产提供了有力支持。展望未来,旋转流变 仪将继续发展和创新,为科学研究和工业应用带来更多的可能性。
《旋转流变仪的应用》
旋转流变仪是一种广泛应用于各个行业的仪器,它可以测量物质的流动性质 和变形特性,对于研究和生产中的许多领域都具有重要意义。
什么是旋转流变仪?
旋转流变仪是一种用于测量物质流动和变形特性的仪器。它由载样部分、监测传感器和控制器等组成, 其工作原理基于旋转转子在样品中施加剪切力并测量样品的应力响应。
旋转流变仪使用注意事项
1 保养
2 处理样品
3 安全使用
定期清洁仪器,检查零 部件的磨损和润滑情况, 确保仪器的正常运行。
根据样品的性质和要求 选择适当的操作方法和 试验条件。
使用旋转流变仪时应注 意安全操作,避免意外 事故的发生。
案例分析
案例1 :流体黏度测试
通过旋转流变仪测量不同流体的黏度,评估其流 动性能和处理特性。
3 化工行业
4 石油行业
用于研究化工物质的流变性质,提高生产 效率和产品性能。
转矩流变仪的应用(精)
转矩流变仪的应用
研究热塑性材料的热稳定性、剪切稳定性、流动和固化
行为 最大特点是能在类似实际加工过程的条件下连续、准确 可靠地对体系的流变性能进行测定。 典型实验有XLPE材料的交联特性测定 PVC材料融合特性以及热稳定性的测定 材料表观粘度与剪切速率关系的测定
转矩流变仪结构
图1是计算机,测控主机与混炼器的组合
图3是WinRheo的人机界面
完成7路温度测量,其中6路可进行设定
和控制,转速设定、测量和控制,扭矩、 压力测量,配合自动称重系统进行挤出 量测量,配合测径仪进行口模膨胀测量 曲线窗口可以实时显示以上各数据对时 间的曲线。 这些数据可以由专用的WinMixer、 WinVisco进行数据处理,也可以由通用 软件Origin进行数据处理、作图
主要测控功能 – 温度测控,压力测量,转矩测量,转速测控 辅助功能的测量 – 自动实时称重(测剪切速率)、测径(测口 模膨胀)和薄膜质量测量(透明度、杂质颗 粒缺陷) 系统软件 – 测控软件WinRheo – 混炼器试验数据处理软件WinMixer – 表观粘度试验数据处理软件WinVisco – 工具软件WrData组成
挤出机、混炼器 自动称重单元
– 自动完成材料的表观粘度与剪切速率及剪切应力关 系测量
测径单元
– 完成口模膨胀的自动测量。
带状试样压光及牵引单元
– 制成均匀的带状试样,供拉伸及热延伸实验使用。
膜质量测试单元
– 完成透明材料的杂质颗粒缺陷及透明度的测试
软件
– 完成数据采集、控制以及实验数据的处理。
Hale Waihona Puke 1.2.1 系统组成 测控主机、计算机及打印机 – 混炼器单元 – 挤塑机单元、挤橡机单元 – 自动称重单元 – 自动测径单元 – 带状试样压光及牵引单元 – 透明材料的透明度及缺陷测量单元
流变仪的基本原理及应用 ppt课件
ppt课件
31
旋转流变仪
黏度的测量:
因为剪切速率在间隙中是恒定的,因此粘度可以从扭矩求得。 由于剪切应力也是常数,扭矩可以表示为
T20Rr2d r2 3R3
非牛顿粘度:
30T 2R3
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32
旋转流变仪
11
修正方法:
毛细管流变仪
e0为Bagley修正因子
压力梯度:
完全发展区 管壁上的剪切应力:
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12
毛细管流变仪
确定e0的实验方法
同一体积流量
长径比不同
横向截距 LB /D = e0 /2
实验中: 1、应保持Q恒定,若Q变,相当于 剪切速率改变, e0 也随之变化; 2、由于∆pent主要因流体贮存弹性 引起,故影响材料弹性的因素同样 会影响e0取值; 3、当长径比小、剪切速率大、温 度低时,不可忽略入口校正; 4、长径比>40时,∆pent所占比例 小可不做入口校正。
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13
毛细管流变仪
2、Rabinowitsch 校正
该公式为通式,推导时并未限制流体类型
壁剪切应力
真实剪切速率
牛顿黏度
n与1的差异可描述偏离牛顿流体的程度; 大多数高分子浓溶液和熔体n通常小于1; 此处n并非幂律定律中的非牛顿指数;
牛顿流体表达式
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毛细管流变仪
入口压力降的典型应用
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25
毛细管流变仪
计算出毛细管管壁处剪切速率
管壁处黏度
用毛细管流变仪所测得数据实为 管壁处流变数据
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哈克转矩流变仪旋转粘度计测量触变性
热电(上海)科技仪器有限公司上海办 北京办Tel: +21- 54657588-230 Tel: +10-58503588 - 260旋转粘度计培训 (第2部分) -- 旋转粘度计测量触变性触变性是指结构的破坏与恢复。
通过触变性影响,我们观察结构被第一次破坏后的重新建立。
通过测量触变性,我们可以了解有关样品的流平性、实际使用情况和加工情况。
刷油漆时,我们希望漆膜平整。
如果油漆粘度低,它可以很好流动,不会有刷子的痕迹。
我们称此为油漆的流平性。
实际发生的是刷油漆过程油漆的结构被破坏,过2分钟左右,油漆的结构必须重新建立,以防止漆膜松垮。
一些材料的实际应用,我们也利用触变性的特点。
比如发胶。
使用发胶时,我们将其压出至手上。
施加应力,发胶开始流动,此时发胶粘度较低。
当发胶挤到我们手上,它立刻恢复其胶体结构。
反之,发胶会在手上流动(这是我们不希望的)。
现在。
我们想把发胶涂到头发上,这是一高剪切过程。
发胶变成稀的流体,我们需要这样才好将发胶均匀涂到头发上。
之后,发胶又必须恢复结构以起到固定发形的作用。
作为触变性在过程中的重要性实例,我们来看长径瓶中的番茄酱。
我们倒出番茄酱之前需要摇动瓶子。
如果触变性效应很强,我们只需要几秒钟甚至千分之几秒就可以倒出番茄酱。
番茄酱恢复其结构需要至少几分钟。
用控制速率粘度计,我们让剪切速率从低至高,然后再回到低剪切速率。
Figure 1: Thixotropy determination050 100 150 200 250 300 350 400 450 500 S h e a r S t r e s s ‚ (P a ) Shear Rate Á [1/s]计算触变性,我们测量上升(前进)曲线减去下降曲线的面积差(封闭环)。
这一面积值是触变结构被破坏的量。
由于旋转粘度计不能测量“静止”状态的粘度,因此我们无法及时测量结构恢复的时间。
结论:旋转粘度计可以测量触变效应。
转矩流变仪
物料加入混炼室时,应使用斜槽柱塞加料器,在 尽可能短的时间内把物料压入混炼室内。其原 因是如果物料进入时间长短不同,物料各部分 受热、受剪切的时间就不同,造成结果波动, 重复性差。
The end,thank you!
(3)合上总电源开关,打开扭矩流变仪上的 开关,开启计算机;
(4)根据实验要求设定温度 ,当达到实验所设 定的温度并稳定10min后,开始进行实验。先 对转矩进行校正,并观察转子是否旋转,转子 不旋转不能进行下面的实验,当转子旋转正常 时,才可进行下一步实验;
(5)物料由加料器投入混合室,放下压料杆压 实物料,开始记录,到预定实验时间停止记录。 实验时注意仔细观察转矩和熔体温度随时间的 变化;
(6)当实验结束后,加入少量润滑剂,然后拆 卸清理混合器。
七、PVC (硬质) 稳定性试验
扭矩 [Nm]
材料:
• PVC (硬质) 稳定性试验
稳定时间
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)
L VF S
M O D • S = 稳定扭矩
0
3
6
W1=(V1-V料量 (g)
V1-混合器容量(cm3)
V0-转子体积(cm3)
ρ-原材料的固体体积或熔体密度(g/cm3)
α-加工系数,按固体或熔体密度计算为 0.655、 0.80。
为便于对试样的测试结果进行比较,每次应称取相 同质量的试样。
操作步骤与注意事项
素
一、什么是转矩流变仪?
矩矩流变仪是研究材料的流动、塑化、热、剪 切稳定性的理想设备,该流变仪提供了更接近 于实际加工的动态测量方法,可以在类似实际 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,如多组份物料的混合、热固 性树脂的交联固化、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能的影响 等。
《转矩流变仪讲义》PPT课件
扭矩 2
时间 [min]
能量 1 能量 2
35
密炼机气体流量传感器
特氟隆挡板 筛板
气体出口
应用: - 发泡混合物 - 降解实验
36
气体流量传感器测试结果
37
PolyLab OS 测量系统
• 实验室(测量)挤出机:
挤出机
单螺杆挤出机
双螺杆挤出机
“外部设置"
同向旋转
反向旋转
锥形
平行
38
单螺杆挤出机类型
• 负载点(L): 表示密炼机填料完毕并且关闭。
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 。
• M = 最低点
最低熔体粘度
19
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)]
• 稳定时间: “S”(稳定扭矩)和“O”(分解发生点)之间的时间。 此值表示有关加工混合物的加工时间和稳定性。
27
应用:PVC 稳定性试验
Torque [Nm]
50
45
Rheomix600, Roller转子 温度:170 ℃, 转速:60rpm, 质量:65g
转矩流变仪.
转矩流变仪
型号:XSS-300
产地:海
出厂日期:2001
设备负责人及联系电话
设备特点(与同类设备相比):XSS-300型转矩流变仪是研究橡胶塑料等高分子材料的流动、塑化、热、剪切稳定性的理想设备,可广泛地应用于科研和生产,是进行科学研究以及指导生产的重要仪器
设备工作原理:
主要功能:
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能的影响等。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。
承担的实验教学项目:(包括本科生和研究生)
承担的科研开发项目:(已完成和在研)
设备使用、开放情况:(面向学科、专业、学生数等)
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6
9
12 5 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
26
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。
• M = 最低点
最低熔体粘度
19
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)]
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
1
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)
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
22
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。
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
2
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
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
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
4
转矩流变仪 PolyLab OS
RheoDrive(主机) + 密炼机/挤出机(测量系统)+附件
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
RheoDrive
密炼机 单螺杆挤出机
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
Torque [Nm]
30
25
20
扭 15 矩
10
5
0 0
21
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
8
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
11
密炼机的各种转子
12
密炼机转子及应用
Roller转子 Banbury转子
13
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
14
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
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
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
24
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