转矩流变仪的工作原理
流变仪工作原理
流变仪工作原理
流变仪工作原理是通过对物质的力学性质进行测试和分析，进而确定其流变学特征。
其主要原理包括两部分：强制变形和响应测量。
首先，流变仪通过施加外部力来实现对物质的强制变形。
在测试过程中，物质通过一个旋转圆盘或双圆盘系统，施加剪切力使物质沿一定方向上发生变形。
这种变形可以是剪切、拉伸、挤出等不同形式，旨在模拟物质在实际应用中的受力情况。
接下来，流变仪通过测量物质对施加力的响应，来获取物质的流变学特征。
一般来说，流变仪会通过施加稳定的切变力来使物质保持在稳态下，并测量物质的应力和变形速率。
这些测量结果可以反映物质的粘弹性、黏塑性和流变行为等重要参数。
流变仪主要依靠两种测量方式来获取物质的流变学特征。
一种是负载测量法，通过测量施加在物质上的力和物质产生的变形来计算应力。
另一种是位移测量法，通过测量物质变形前后的尺寸来计算变形率。
这些测量结果可以进一步计算得到物质的应变率、黏度、流动曲线等流变学参数，从而深入了解物质的力学性质。
总之，流变仪的工作原理是通过施加外力使物质发生变形，并测量物质对外力的响应，以获取物质的流变学特征。
这种测试方法能够广泛应用于粘度测量、流变学分析、材料研究和质量控制等领域。
转矩流变仪结构
转矩流变仪结构转矩流变仪是一种用于测量材料流变特性的仪器。
它由多个不同组成部分构成，每个部分都起着重要的作用。
下面将分别介绍转矩流变仪的主要组成部分。
1.电机：转矩流变仪中的电机是整个仪器运转的核心部件。
它通过传递恒定的电流或频率，将能量转化为机械能，驱动旋转测量系统。
电机通常采用交流伺服电机，具有快速响应、高精度和稳定性的特点。
2.旋转测量系统：旋转测量系统由电机轴和测量组件组成。
电机轴用于传递电机的旋转运动到测量组件上。
测量组件通常采用一对同心圆柱体，其中外圆柱体固定不动，内圆柱体通过电机轴与电机连接，并可以绕轴旋转。
两个圆柱体之间的空间用于放置实验材料。
3.转矩传感器：转矩传感器是转矩流变仪的关键组成部分，用于测量旋转测量系统的扭矩。
常见的转矩传感器有电磁式和光电式两种。
电磁式转矩传感器利用磁场感应原理，通过测量电流和磁场强度的变化来计算扭矩的大小。
光电式转矩传感器则利用光电效应，通过测量光电信号的变化来计算扭矩的大小。
转矩传感器通常具有高精度、高灵敏度和动态响应快的特点。
4.控制系统：控制系统是转矩流变仪的重要组成部分，用于控制和监测仪器的运行状态。
通过控制系统，可以设置旋转速度、测量间隔以及记录和输出测量结果。
控制系统一般由中央处理器、显示器和键盘组成。
中央处理器用于控制仪器的各种操作，并进行数据处理和分析。
显示器用于显示仪器的工作状态和测量结果。
键盘用于设置测量参数和操作命令。
5.数据采集系统：数据采集系统用于记录和存储测量数据。
它包括模拟和数字转换器、存储器和数据接口。
模拟和数字转换器用于将模拟信号转换为数字信号，以便计算机进行处理。
存储器用于存储测量数据和相关参数。
数据接口用于与计算机或其他设备进行数据传输和通信。
6.温度控制系统：温度控制系统用于保持测量系统和材料的温度稳定。
通过控制系统可以设置和调节温度，以满足不同实验要求。
温度控制系统通常包括加热器、温度传感器和温控装置。
总之，转矩流变仪的结构主要包括电机、旋转测量系统、转矩传感器、控制系统、数据采集系统和温度控制系统。
哈克转矩流变仪及其应用
１ ３ Ｒ １ ｒ 子 １ ｏ１ 转 １ ｅ １４ Ｓｇ 转 子 １ ｉ １ １ ｍａ
样 品 １ 大扭 矩最 大 ， 品 ２平衡 扭矩 最小 ， 最 样 再结 合 塑化后 挤 出物 的表 观质 量综合 比较可得 出样 品 ２的 熔 融 性能 （ 化性 能 ） 好 。 塑 较
［ ］ 象涛 ． Ａ Ｅ￥ ￣ ｉ ２高 ＨＡ Ｋ ｂ Ｅ变仪 在 聚 氯 乙烯 加 工 配 方 设 计 中 的 应 用 ．
齐 鲁 石 油 化 工 。０ ３ ２０ ． ［ ］ 怀 志． 矩流 变仪在 高分子材 料研 究 中的应用． 油与化 工 ， ３张 转 炼
２ ０ ，１ ：３ ０ ７ （ ）３ ．
参考文献 ：
图 ５ 流 变 图 谱
在 流 变 图谱 （ ５ 中 ， 图 ） Ｌ为 加 料 峰 ， 应 最 大扭 对
矩 值 ， 明物 料完 全 进入 密 炼 室 ； 为最 低扭 矩 ， 表 Ｍ 代 表 最低 融 体 黏 度 ； Ｖ为 转矩 谷 低 ，代 表 Ｐ Ｃ干 混料 Ｖ
开 始熔 融 ； Ｆ为塑 化 峰 ， 表 Ｐ Ｃ完 全 熔融 ， 过 此 代 Ｖ 超 点 后 ，由于 摩擦 生 热 转 矩 开始 下 降 ； Ｓ为稳 定 扭 矩 ， 转 矩 达 到稳 定 值 ； ０为 降解／ 联起 点 ，表 明材 料 开 交
第 ９期
２ ２年 ９月 ０１
中 国 氯 碱
Ｃｈ ｎ ｌ ｒ ｉ ａ Ｃｈ ｏ —Ａｌ ａｉ ｋ ｌ
Ｎｏ９ ．
Ｓ ｐ． ０１ ｅ ， ２ ２
哈克转矩流变仪及其应 用
李海敏 。 霍 燕 （ 天津 渤天化 工有 限责 任公 司， 津 ３ ０ ８ ） 天 ０ ４ ０
转矩流变仪的工作原理
转矩流变仪的工作原理转矩流变仪是一种测试材料流变性能的仪器，主要用于测试各种材料的力学性能和变形特性，例如塑料、橡胶、涂料、纺织品等。
本文将对转矩流变仪的工作原理进行详细解析。
一、概述转矩流变仪测量的是所测试物质的流变性能。
所谓流变性能，指的是物质在受到外力（如剪切力、扭转力等）作用下的变形特性。
不同材料在受到不同外力时，其变形特性表现不同，因此需要使用不同的流变测试方法和仪器。
转矩流变仪主要通过旋转扭转试样来测量流变性能，同时可以测量材料的动态弹性模量、流体阻力力、压缩弹性模量等力学性能。
该仪器广泛应用于塑料、橡胶、涂料、纺织品等材料的研究和生产中，对提高产品的质量和性能至关重要。
二、结构和工作原理转矩流变仪的主要结构包括电机、传动装置、拉伸装置、刻度盘、显示和控制系统等。
下面将详细介绍其工作原理和各部分组成。
1、电机及传动装置转矩流变仪使用电机驱动扭矩盘旋转，使得试样受到扭矩作用，从而改变材料的形状。
电机的转速也是测试中的一个重要参数，可根据需要调节。
传动装置包括电机与扭矩盘之间的传动系统，主要由带动皮带、齿轮和轴承等组成。
这些部件既要保证工作顺畅，又要保证传动精度和稳定性，以减小误差。
2、拉伸装置拉伸装置是用来夹住样品并施加相应的载荷的。
其主要部分是夹具，可以根据需要更换不同类型的夹具。
夹具的设计要能够适应不同形状和尺寸的测试物质，并且能够确保试样与扭矩盘之间的离心力被最小化。
3、刻度盘刻度盘用于显示材料在受到外力作用时的变形情况。
它是用来记录扭矩盘的扭转角度，并输出其相关数据。
通常情况下，一次测试需要记录多个数据点，以便后续的数据处理和分析。
4、显示和控制系统转矩流变仪的显示和控制系统主要分为两个部分：数据采集系统和控制系统。
数据采集系统用来记录测试中产生的数据，并将其转换成所需要的形式，包括数字化和图形化输出。
控制系统则控制测试的过程，包括测试条件、采集方式、数据处理等。
三、应用范围1、塑料制品生产。
转矩流变仪实验
转矩流变仪实验一、实验目的1 了解转矩流变仪的基本结构及其适应范围；2 熟悉转矩流变仪的工作原理及其使用方法；3. 能够利用聚合物及添加助剂后的流变特性对加工进行有效评价二、实验原理本实验所用设备为：ZJL—200转矩流变仪转矩流变仪是一种综合性聚合物材料流变性能测试实验设备。
其突出特点是可以在接近于真实加工条件下，对材料的流变行为进行研究。
目前已经在塑料加工性能研究、配方设计，材料真实流变参数测量等方面获得了重要应用。
转矩流变仪主要由测控主机和功能单元两大部分组成。
测控主机提供了转矩流变仪的基本工作环境，完成各种数据采集与记录，以及为各功能单元提供动力和控制。
功能单元主要有两类，一类是混炼器，一类是挤出机。
混炼器主要完成物料的混合与塑炼，可以作为配方研究的小型试验机，用来研究材料的热稳定性、剪切稳定性、流动和固化行为。
各种挤出机不但可以模拟挤出加工、造粒等加工过程，从而评价物料的加工性能以及优化加工工艺参数，而且而可以通过圆形（或矩形）毛细管模具，测量不同剪切速率下，物料的真实粘度与剪切速率的关系，全面表征物料的流变性。
本设备功能单元为单螺杆挤出机，在具有一定温度的圆筒内旋转，筒的另端设有送料斗。
当原料被送至筒的2/3处时逐步增塑，进入到筒的剩余部分内被均化，当所有颗粒全部溶化后即可利用毛细管挤出模具成为母料或注入模具成形，同时设备也完成对材料的表现粘度与剪切速度及剪切应力关系的测量。
三. 主要技术指标转速： 15-120rpm 控制精度：0.5% F.S转矩测量范围： 0-300Nm 测量精度：0.5% F.S温度控制范围：室温-300℃四实验步骤1．开机，双击桌面软件快捷图片，进入流变仪操作界面，设置合适的温度预热半小时，如不设置温度，则默认上次温度进行预热；2．保存数据，将本次试验的数据保存于特定文件夹目录下；3．点击“压力清零”设定加热段各区温度：分别单击第1、2、3、4、5区“设定值”按钮，并设置转速，数据可选为15-120rpm。
四种流变仪的原理
四种流变仪的原理四种流变仪的原理时间:2010-02-26 15:13来源:未知作者:珺珺点击:203次我们常⽤的流变仪有四种，分别是⽑细管流变仪、界⾯流变仪、转矩流变仪和旋转流变仪，下⾯⼤致介绍⼀下这四种流变仪：我们常⽤的流变仪有四种，分别是⽑细管流变仪、界⾯流变仪、转矩流变仪和旋转流变仪，下⾯⼤致介绍⼀下这四种流变仪：1.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;卖仪器⽹⼯作原理是，物料在电加热的料桶⾥北加热熔融，料桶的下部安装有⼀定规格的⽑细管⼝模(有不同直径0.25～2mm和不同长度的0.25～40mm)，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。
2.界⾯流变仪：⽬前这种流变仪有振荡液滴、振荡剪切等⼏种原理;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。
3.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。
4.旋转流变仪：有两种，控制应⼒型和控制应变型A：控制应⼒型:使⽤最多，如Physica MCR系列、TA的AR系列、Haake、Malven，都是这⼀类型的流变仪;其中Physica的马达属于同步直流马达，这种马达相对响应速度快，控制应变能⼒强;其他⼚家使⽤的属于托杯马达，托杯马达属于异步交流马达，这种马达响应速度相对较慢。
这⼀类型的流变仪，采⽤马达带动夹具给样品施加应⼒，卖仪器⽹同时⽤光学解码器测量产⽣的应变或转速。
B：控制应变型：⽬前只有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。
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
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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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转矩流变仪的使用
板材的热稳定性能怎样？ PET瓶原料粘度是多少？
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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）；
转矩流变仪的原理及应用
转矩流变仪的原理及应用1. 转矩流变仪的原理转矩流变仪是一种用于测量材料在转动中所产生的转矩变化的仪器。
其基本原理是利用一对对称固定的力制动装置，将被测物体制动，测量产生的制动力矩，从而推断出物体所受的转矩大小。
转矩流变仪的原理可以分为以下几个步骤：•力制动：转矩流变仪通过施加一对对称的制动力来制止被测物体的转动。
制动力的大小受到调节器的控制，可通过转动调节器来改变制动力大小。
•测量制动力矩：在物体被制动时，由于受到制动力的作用，物体会产生相应的制动力矩。
转矩流变仪会通过传感器来测量产生的制动力矩的大小。
•数据处理和显示：测得的制动力矩数据会被转矩流变仪进行处理，并通过显示屏或输出接口以数字或图形的形式展示出来。
2. 转矩流变仪的应用转矩流变仪的应用非常广泛，以下是一些常见的应用领域：2.1 汽车工业在汽车工业中，转矩流变仪被广泛应用于发动机、传动系统、转向系统等部件的测试与研发过程中。
通过测量转矩的变化，可以评估各部件的性能、效率以及耐久性等指标，从而对汽车的性能进行优化和改进。
2.2 航空航天工业在航空航天工业中，转矩流变仪可用于测试飞机发动机、涡轮机、涡轮增压器、液压泵、涡轮传感器等关键部件的性能和可靠性。
通过测量转矩的变化，可以评估部件的负载情况，预测寿命，并进行故障分析和故障诊断。
2.3 医疗器械领域在医疗器械领域，转矩流变仪被广泛用于测试和评估各种医疗器械的性能和质量。
例如，使用转矩流变仪来测量人工心脏、人工关节等医疗器械的转矩变化，以评估其操作稳定性和耐久性。
2.4 材料科学研究转矩流变仪在材料科学研究中也扮演着重要的角色。
通过测量材料在转动过程中的转矩变化，可以评估材料的流变性质，如粘弹性、塑性等特性。
这对于材料的研究和开发具有重要意义。
2.5 其他应用领域除了上述应用领域外，转矩流变仪还广泛应用于机械工程、电子工程、船舶工程、石油和化工工程等领域。
在这些领域中，转矩流变仪可以用于测试和评估各种设备、部件和产品的性能、质量和可靠性。
转矩流变仪工作原理
转矩流变仪工作原理
转矩流变仪是一种常用的实验仪器，用于研究材料的流变特性。
其工作原理可以描述如下：
1. 电动驱动：转矩流变仪通常由电机驱动转子旋转。
电动机提供转矩以使转子旋转，并通过外部传感器监测转矩的大小。
2. 试样夹持：试样被夹持在转子上，使其旋转时产生扭矩。
试样的形状和尺寸可以根据需要进行调整。
3. 粘弹变形：当试样受到扭矩作用时，其内部分子间会发生滑动、延伸或变形，产生粘弹性变化。
这些变化会通过夹持在试样上的传感器被探测到。
4. 转矩测量：转矩流变仪会测量试样所承受的转矩大小。
这可以通过各种传感器，如动态测力传感器或压电传感器来实现。
5. 变形测量：除了转矩，转矩流变仪还可以同时测量试样的变形。
这可以通过安装在试样上的应变计、位移传感器或光学变形仪等设备来实现。
6. 数据分析：通过测量转矩和变形的数据，可以计算材料的流变特性。
在进行实验前，通常需要先设置实验参数，如温度、转速、高斯等，以便获取准确的数据。
总之，转矩流变仪通过测量试样所承受的转矩和变形，来研究
材料的流变特性。
通过分析这些数据，可以了解材料的粘弹性、塑性和流动性等性质。
转矩流变仪结构.
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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
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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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转矩流变仪结构与原理
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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
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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
流变仪的工作方法介绍 流变仪工作原理
流变仪的工作方法介绍流变仪工作原理流变仪即用于测定聚合物熔体、聚合物溶液、悬浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流变性质的仪器。
分为旋转流变仪、毛细管流变仪、转矩流变仪和界面流变仪。
旋转流变仪是现代流变仪中的紧要构成部分，它们依靠旋转运动来产生简单剪切流动，可以用来快速确定材料的粘性、弹性等各方面的流变性能。
旋转流变仪一般是通过一对夹具的相对运动来产生流动。
引入流动的方法有两种：一种是驱动一个夹具，测量产生的力矩，这种方法较早是由Couette在1888年提出的，也称为应变掌控型，即掌控施加的应变，测量产生的应力；另一种是施加确定的力矩，测量产生的旋转速度，它是由Searle于1912年提出的，也称为应力掌控型，即掌控施加的应力，测量产生的应变。
对于应变掌控型流变仪，一般有两种施加应变及测量相应的应力的方法：一种是驱动一个夹具，并在同一夹具上测量应力，应用这种方法的流变仪有Haake，Conraves，Ferranti—Shirley和Brookfield流变仪；而另一种是驱动一个夹具，在另一个夹具上测量应力，应用这种方法的流变仪包括Weissenberg和Rheometrics流变仪。
对于应力掌控型流变仪，一般是将力矩施加于一个夹具，并测量同一夹具的旋转速度。
在Searle最初的设计中，施加力矩是通过重物和滑轮来实现的。
现代的设备多接受电子拖曳马达来产生力矩。
用途：1、对材料结构的表征，包括：对聚合物分子量和分子量分布的定性和定量分析，以及对聚合物的支化性能、填充性能、拉伸性能和玻璃化变化温度等的分析。
2、模拟聚合物的加工条件，评定聚合物的加工性能。
通过对加工过程的分析，以正确选择加工工艺条件并引导配方设计。
3、对原材料、半成品和成品的性能做出评价。
关于流变仪的用途介绍流变仪，即用于测定聚合物熔体、聚合物溶液、悬浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流变性质的仪器。
分为旋转流变仪、毛细管流变仪、转矩流变仪和界面流变仪。
流变仪的基本应用和原理
⑴ 料筒
高聚物熔体从大直径料筒进入小直径口模会有能 量损失
⑵ ⑶
口模
挤出物胀大
认口为模由入3个口处原 因的p e压造n 成力降
被
⑴ 熔体粘滞流动的流线在入口处产 生收敛所引起的能量损失，造成压 力降。
稳态层流的粘性能量损失
料筒
p p e n p d i p e x
出口 口模
⑵ 入口处由高聚物熔体产生弹性变 形，弹性能的储存能量消耗造成压力 降。
定某点斜率P1有 困难
•
定义
n΄ dlnR dln4QR3
dln•R dlna
在 实
lnR表 l观n •流a 变曲线上获取管壁的
•
R
，得到真
•
( R)
•
R
3•
4
a14•
a
dln dln
a R
表观流变曲线上各点切线的斜率n’对应 各点的流动指数
• R3n4΄n+΄14Q R33n4΄n+΄1• a
非牛顿指数方程的真实剪切速率
1
1
• rddvrK n 2KpLr' n
对r进展整个截面S积分
1
1
非牛顿流体在圆管中的体积流量 Q 0 R v rd s0 R v r2rd r 3 n n 1 2 K p L ' nR 3 n n 1 3 n n 1 2 K p L R ' nR 3
管壁：
R
pR 2 L'
rz rz rRrR
r
R R
rz
r
2
R2
2 R
2 rz
d
r
R R
d
rz
r rz
06 第六章 转矩流变仪
6-2 测试原理与方法
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混炼室中， 物料受到上
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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 扯，转子轴向翻捣、捏炼等作用，实现物料的塑化、混炼，直至达到均匀状态。图 6-2 是典 型的转矩随时间的变化曲线， 它描述了聚合物在密炼过程中经历的热机械历史： 高聚物被加 入到混炼室中时，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；当此阻 力被克服后， 转矩开始下降并在较短的时间内达到稳态； 当粒子表面开始熔融并发生聚集时， 转矩再次升高；在热的作用下，粒子的内核慢慢熔融，转矩随之下降；当粒子完全熔融后， 物料成为易于流动的宏观连续的流体，转矩再次达到稳态；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， 很少能够观察得到。 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)。
其中，E 为总能量输入，EM 为机械能输入，ET 为热能输入。三者均随时间而变化。对于密 闭混合器而言，热能输入 ET(t)是无法测量的，因为在混合过程中，系统提供的热能并未全 部传递到待测物料上，其中一部分以热的形式散发到周围的环境中(其多少依赖于密闭混合 器的表面性能、环境温度等因素)；此外，物料在转子的驱动下会摩擦生热，即部分机械能 转化为热能， 被冷却系统带走。 但是， 系统提供的机械能是可以测量的， 这可通过转矩得到。 通过对转子进行校正可消除因摩擦生热而带来的误差。 功率(单位：N·m·s-1)是指单位时间内消耗的能量，其定义为：
转速 N 为常量，因此上式两边积分可得
转矩流变仪实验
转矩流变仪实验转矩流变仪实验 1 实验目的要求了解转矩流变仪的基本结构及其适应范围熟悉转矩流变仪的工作原理及其使用方法掌握聚氯乙烯PVC热稳定性的测试方法2 实验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和臂转换成转矩值的单位牛顿米 Nm 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 3 实验原材料和仪器设备原材料聚氯乙烯PVC 45份邻苯二甲酸二辛酯DOP 2份三盐基硫酸铅2份硬酯酸钡 BaSt 07份硬酯酸钙 CaSt 05份石蜡02份仪器设备 4 实验步骤聚合物熔体流动速率的测定实验目的和要求了解塑料熔体流动指数与分子量大小及其分布的关系掌握测定塑料熔体流动速率的原理及操作熔体流动速率塑料熔体流动速率 MFR 是指在一定温度和负荷下塑料熔体每10min通过标准口模的质量工业上常称为熔融指数 MI 在塑料成型加工过程中熔体流动速率是用来衡量塑料熔体流动性的一个重要指标其测试仪器通常称为塑料熔体流动速率测试仪或熔体指数仪一定结构的塑料熔体若所测得MFR愈大表示该塑料熔体的平均分子量愈低成型时流动性愈好此种仪器测得的流动性能指标是在低剪切速率下获得的不存在广泛的应力,应变速率关系不能用来研究塑料熔体粘度与温度粘度与剪切速率的依赖关系仅能比较相同结构聚合物分子量或熔体粘度的相对数值主要技术特性常见塑料试验条件实验步骤吸湿性塑料测试前应按产品标准规定进行干燥处理熟悉熔体流动速率仪主体结构和操作规程根据塑料类型选择测试条件安装好口模在料筒内插入活塞接通电源开始升温调节加热控制系统使温度达到要求恒温至少15min 实验步骤预计试料的MFR范围按下表称取试料实验步骤取出活塞将试料加入料筒随即把活塞再插入料筒并压紧试料预热4min使炉温回复至要求温度在活塞顶托盘上加上砝码随即用手轻轻下压促使活塞在1min内降至下环形标记距料筒口510mm处待活塞不用手继续降至下环形标记与料筒口相平行时切除已流-6规定的切样时间间隔开始切样保留连续切取的无气泡样条出的样条并按表2 三个当活塞下降至上环形标记和料筒口相平时停止切样实验步骤停止切样后趁热将余料全部压出立即取出活塞和口模除去表面的余料并用合适的黄铜丝顶出口模内的残料然后取出料筒用绸布蘸少许溶剂伸入筒中边推边转地清洗几次直至料筒内表面清洁光亮为止所取样条冷却后置于天平上分别称其质量准确至0001g若其质量的最大值和最小值之差大于平均值的10则实验重做聚合物冲击性能测试简支梁冲击试验悬臂梁冲击试验实验目的与要求熟悉高分子材料冲击性能测试的简支梁和悬臂梁冲击试验方法操作熟悉冲击试验的实验结果处理方法了解测试条件对测定结果的影响试样制备注塑标准试样试样表面应平整无气泡无裂纹无分层和无明显杂质缺口试样在缺口处应无毛刺板材试样厚度在313mm之间时取原厚度大于13mm时应从两面均匀地进行机械加工到10?05mm4型试样的厚度必须加工到13mm 操作步骤 1 对于无缺口试样分别测定试样中部边缘和试样端部中心位置的宽度和厚度并取其平均值为试样的宽度和厚度准确至002mm缺口试样应测量缺口处的剩余厚度测量时应在缺口两端各测一次取其算术平均值操作步骤 2 根据试样破坏时所需的能量选择摆锤使消耗的能量在摆锤总能量的10 85范围内 3 调节能量刻度盘指针零点使它在摆锤处于起始位置时与主动针接触进行空白实验保证总摩擦损失在规定的范围内操作步骤 4 抬起工锁住摆锤把试样按规定放置在两支撑块上试样支撑面紧贴在支撑块上使冲击刀刃对谁试样中心缺口试样使刀刃对准缺口背向的中心位置 5 平稳释放摆锤从刻度盘上读取试样破坏时所吸收的冲击能量值试样无破坏的吸收的能量应不作取值实验记录为不破坏或NB试样完全破坏或部分破坏的可以取值 6 如果同种材料在实验中观察到一种以上的破坏类型时须在报告中标明每种破坏类型的平均冲击值和试样破坏的百分数不同破坏类型的结果数据处理悬臂梁冲击试验操作步骤 1 测量每个试样中部的不能进行比较厚度和宽度或缺口试样的剩余宽度bN精确到002mm 2 检查实验机是否有规定的冲击速度和正确的能量范围破断试样吸收的能量在摆锤容量的10 80范围内若表11-1中所列的摆锤中有几个都能满足这些要求时应选择其中能量最大的摆锤 3 进行空白实验记录所测得的摩擦损失该能量损失不能超过表11-1所规定的值操作步骤 4 抬起并锁住摆锤正置试样冲击测定缺口试样时缺口应放在摆锤冲击刃的一边释放摆锤记录试样所吸收的冲击能并对其摩擦损失等进行修正 5 试样可能出现四种破坏类型即完全破坏试样断开成两段或多段铰链破坏断裂的试样由没有刚性的很薄表皮连在一起的一种不完全破坏部分破坏除铰链破坏外的不完全破坏和不破坏测得的完全破坏和铰链破坏的值用以计算平均值在部分破坏时如果要求部分破坏值则以字母P表示完全不破坏时用NB表示不报告数值 6 在同一样品中如果有部分破坏和完全破坏或铰链破坏时应报告每种破坏类型的自述平均值两个实验结果都需要邵氏硬度测定材料硬度的测试方法布氏硬度洛氏硬度维氏硬度莫氏硬度邵氏硬度邵氏硬度操作步骤将硬度计垂直安装在硬度计支架上用厚度均匀的玻璃平放在试样台上在相应的重锤作用下使硬度计下压板与玻璃完全接触此时读数盘指针应指示100当指针完全离开玻璃片时指针应指示0允许最大偏差为?1个邵氏硬度值操作步骤将待测试样置于测定架的试样平台上使压针头离试样边缘至少12mm 平稳而无冲击地使硬度计在规定重锤的作用下压在试样上从下压板与试样完全接触15s后立即读数如果规定要瞬时读数则在下压板与试样完全接触后1s内读数操作步骤在试样上相隔6mm以上的不同点处测量硬度至少5次取其平均值注意如果实验结果表明不用硬度计支架和重锤也能得到重复性较好的结果也可以用手压紧硬度计直接在试样上测量硬度数据处理从读数度盘上读取的分度值即为所测定的邵氏硬度值用符号HA或HD来表示邵氏A或邵氏D的硬度如用邵氏A硬度计测得硬度值为50则表示为HA50实验结果以一组试样的算术平均值表示标明测聚乙烯发泡成型 1实验目的和要求掌握生产聚烯烃泡沫试结果的标准偏差塑料的基本原理了解聚烯烃泡沫塑料的主要生产法掌握生产聚乙烯泡沫塑料的基本配方了解配方各种组分的作用掌握实验室制备聚乙烯泡沫塑料的操作过程 2实验原理泡沫塑料是以树脂为基础内部具有无数微孔性气体的塑料制品塑料产生微孔结构的过程称为发泡发泡前原材料密度与发泡后泡沫塑料密度的比值叫做发泡倍数实验时先按配方配齐原料而后在开炼机上进行混炼混炼温度应在树脂熔点之上但须注意保持在交联剂和发泡剂分解温度以下以防止过早交联和发泡致使以后发泡不足或降低制品的质量经过充分混炼的料片裁切后即加入模具并放入压机在加热和加压下交联剂分解使树脂交联随之再进一步提高温度使发泡剂分解而发泡发泡剂分解完毕后卸压使热的熔融物膨胀弹出而完成发泡 3实验原材料和仪器设备原材料配方低密度聚乙类烯LDPE 过氧化二异丙苯DCP工业一级品偶氮二甲酰胺ADCA工业一级品氧化锌ZnO化工一级品硬脂酸锌ZnSt化工一级品仪器设备天平感量01g 1台天平感量1g 1台密炼机1台双辊炼塑机SK-160B 1台平板硫化机XLB-D350mm×350mm 1台发泡模具160×160×3mm 1套整形模具长×宽350×300mm 1套泡沫材料测厚仪或游标尺精度002mm 1件 4实验步骤测定LDPE树脂的密度和熔融流动速率计算出LDPE 质量为45g时加入助剂的质量用天平感量lg 称量LDPE于容器中按发泡促进剂交联剂发泡剂顺序分别用天平感量01g 称量助剂并放入容器中按密炼机的操作规程开启密炼机设定密炼机混料参数温度为120?转子速度为60rpm时间10min 当密炼机的温度到达120?并在此温度下恒定3min校正扭矩开始实验打开上顶栓加料放下上顶栓在实验进行过程中观察密炼室中时间转矩和时间熔体温度曲线从物料的转矩温度时间曲线判断物料熔融并已均匀后或经密炼10min后打开密炼机卸料立即辊启动双辊炼塑机调节辊距为3,4mm在100,120?的温度下将密炼好的炼放片团块状物料辊炼1,2次取下成为发泡使用的片坯片坯未冷却变硬时裁切为略小于160×160mm的正方块按发泡模具型腔容积同学在实验前计算的质量数值用天平感量lg 称量片坯将已恒温160,180?的发泡模具清理干净置于平板硫化机下工作台中心部位放入已称量的片坯合模加压至平板硫化机液压表压强为10MPa 同学实验前换算kgfcm, 开始计算模压发泡成型时间在模具温度160,180?下模压发泡成型10,12min解除压力迅速开模取出泡沫板材置于整形模具的二块模板间定型2,6min 用三角尺自备在泡沫板材面画出100×100mm的正方形剪切成块用泡沫材料测厚仪或游标尺测量各边的厚度用天平感量01g 称量泡沫块的质量在泡沫板材表面及切断面用肉眼或放大镜观查气泡结构及外观质量缺陷如熔接痕翘曲僵块凹陷等状况用切样机切取试样测试拉伸强度及断裂伸长率 5思考题 1同一塑料的模压成型与模压发泡成型有何特点注射成型工艺实验实验方法一准备工作 1 选择实验用原料PP PE PS 2 根据原料特性及试样质量要求拟定工艺条件原料干燥工艺各区段温度螺杆行程与背压注射压力保压压力及保压时间模温与冷却时间制品后处理条件 3 模具安装并作好调整 4 熟悉注射机的操作规程实验方法二实验操作 1 手动操作按下手动按扭依次进行闭模注射座前移注射保压予塑冷却注射座后退开模顶出制品 2 半自动设定好各工艺参数按下半自动按扭确认温度已达设定值然后合上安全门注射机会按动作程序自动工作直至顶出制品打开安全门人工取出制品再合上安全门进入下一个循环实验结果记录实验相关的各类工艺参数作必要的数据分析与计算对制品质量进行观察分析挤出吹膜工艺实验实验准备 1 选择实验用原料PE 2 根据原料特性和薄膜质量要求拟定挤出工艺参数挤出机机头口模温控范围螺杆转速牵引速度空气压力 3 预热挤出机和机头 4 熟悉挤出机操作规程实验操作 1 恒温半小时启动主机观察口模出料状况待挤出的泡管壁厚基本均匀用手戴手套将管状物慢慢引向冷却牵引装置随即通入压缩空气观察泡管质量结合实际情况及时协调工艺设备因素使整个操作控制处于正常状态 2 取样一组并记录此时的工艺条件实验操作改变工艺条件如料温螺杆转速牵引速度风量调整重复上述操作过程分别观察和记录薄膜质量情况实验完毕逐渐降低螺杆转速停机趁热清理对所取试样进行测量并称重作好记录实验结果记录实验相关的各类工艺参数作必要的数据分析与计算从而得出产率吹胀比牵伸比对制品质量进行观察分析一实验目的了解PVC硬板成型的基本原理熟悉掌握PVC硬板压制成型的基本工艺了解PVC板材的基本配方及配方的要求四主要仪器设备 ,型捏合机或高速混合机 SK160B双辊炼塑机压力成型机不锈钢模板型腔尺寸120×120mm浅搪瓷盘水银温度计表面温度计天平制样机测厚仪或游标卡尺小铜刀棕刷手套剪刀等实验用具辊压 1按照双辊炼塑机操作规程利用加热控温装置将辊筒预热至160士 5?恒温一定时间后开动辊筒机调节辊间距为2,3mm 2(在辊隙上部加上初混物料操作开始后从两辊间隙掉下来的物料应立即再加往辊隙上去不要让其在底盘内停留时间过长且注意经常保持一定的辊隙存料待混合料已粘结成包辊的连续状料带后适当松宽辊隙以控制料温和料带的厚度 3(塑炼过程中用切割装置或铜刀不断地将料带从辊筒上拉下来折迭辊压或者把物料翻过来沿辊筒轴向不同的位置重迭交叉再送入辊隙中使各组分充分地分散塑化均匀 4(辊压数分钟后再将辊距调至23mm进行薄通12次若观察物料色泽已均匀截面上不显毛粒表面已光泽且有一定强度时辊压过程可告终结迅速将塑炼好的料带成整片剥下平整放置并剪裁成一定尺寸的片坯五实验结果及记录见课本六思考题P88-12 压制成型 1按照压力成型机操作规程检查压机上各部份的运转加热和冷却情况并调整到工作状况利用压机的加热和控温装置将压机上下模板加热至180?左右 2 升压 3 保温 4 冷却脱模 5 改变配制成型工艺条件重复上述操作过程进行下一轮实验可制得不同性能的PVC板材本实验是天然橡胶的加工选用开放式炼胶机进行机械法塑炼天然生胶盱开炼机下反复被机械作用受力降解与的两个相向转动的辊筒间隙中在常温小于50?此同时降解后的大分子自由基在空气中的氧化作用下发生了一系列力学与化学反应最终可以控制达到一定的可塑度生胶从原先强韧高弹性变为柔软可塑性满足混炼的要求塑炼的程度和塑炼的效率主要与辊筒的间隙和温度有关若问隙愈小温度愈低力化学作用愈大塑炼效率愈高此外塑炼的时间塑炼工艺操作方法及是否加入塑解剂也影响塑炼的效果混炼是在塑炼胶的基础上进行的又一个炼胶工序本实验也是在开炼机上进行的为了取得具有一定的可塑度且性能均匀的混炼胶除了控制辊距的大小适宜的辊温外必须注意按一定的加料混合程序即量小难分散的配合剂首先加到塑炼胶中它有较长的时间分散量大的配合剂则后加硫磺用量虽少但应最后加入因为硫磺一旦加入便可能发生硫化效应过长的混合时间将使胶料的工艺性能变坏于其后的半成品成型及硫化工序都不利不同的制品及不同的成型工艺要求混炼胶的可塑度硬度等都是不同的混炼过程要随时抽样测试并且要严格混炼的工艺条件三原料及设备思考题1 天然生胶塑炼胶混炼胶和硫化胶它们的机械性能和结构实质有何不同2 影响天然胶开炼机塑炼和混炼的主要因素有哪些3 胶料配方中的促进剂为何通常不只用一种呢聚丙烯挤出造粒实验 3实验原材料和仪器设备原材料聚丙烯PP高密度聚乙烯HDPE助剂仪器设备双螺杆挤出机 1台 XRZ-400型熔融流动速度仪 1台剪刀1把手套 1付切粒机 1台冷却水槽1个双螺杆挤出机的主要技术性能为φ34mm螺杆长径比32螺杆转速350?挤出机的主体结构及挤出造粒组合图如图1-1所示 4实验50Hz加热温度步骤正确把握实验的三个环节要求预习实验过程实验报告查看写观察记录思考数据处理现象解释给出实验结果提出问题并讨论实验设备单螺杆挤出机传动系统挤出系统加热和冷却系统控制系统附属装置加料装置料筒螺杆机头口模挤出成型基本过程 1塑化在挤出机内将固体塑料加热并依靠塑料之间的内摩擦热使其成为粘流态物料 2成型在挤出机螺杆的旋转推挤作用下通过具有一定形状的口模使粘流态物料成为连续的型材 3定型用适当的方法使挤出的连续型材冷却定型为制品 PVC硬板压制成型二基本原理 PVC的特性1刚性 2熔体粘度大 3热稳定性差配料热稳定剂防加工过程中的热降解使成型加工和应用成为可能增塑剂具有柔韧性弹性抗氧剂紫外线吸收剂防止老化改性剂物理力学性能着色剂获得特定色彩此外还有填料等加工过程前阶段备料主要包括塑料的配制塑化等后阶段成型主要包括成型冷却卷取切割等板片材模压成型分为冷冲压和热压成型 1(冷冲压在常温下对塑料板片材进行冲压成型的方法称为冷冲压 2(热压成型板片材热压成型又称为片材成型它是一种将塑料板材或片材加热到一定温度后再对其进行模压的成型方法加热温度既可低于塑料熔融温度亦可高于塑料熔融温度前者称固态模压成型后者称粘流态模压成型三原料及设备主要原料选择及依据,见课本略硬质PVC板材配方五实验方法粉料配制 1(以PVC树脂500g为基准按上述配方在天平上称量各添加剂经研磨磁选后依次放置配料瓷盘中与配方核对有无差错 2(熟悉混合机模作操程备好混合机的加热运转测量器件先将 PVC树脂与稳定剂等干粉状组分加入混合机中开动搅拌同时对物料进行加热2-3分钟后在搅动下缓慢加入增塑剂等液体组分注意控制物料混合温度不超过80?使添加剂均匀分散吸附在PVC颗粒表面固体润滑剂最好在临近混合终点前的一小段时间加入 3(加热混合约半小时后可凭实践经验观察混合料颜色的变化或取样热压成试片借助放大镜观看白色稳定剂着色剂斑点的大小和分布以及有无结聚粗粒等状况由此判断各组份大体分散均匀停止加热搅拌出料至配料瓷盘中待用天然橡胶硫化模压成型一实验目的 1(掌握橡胶制品配方设计基本知识熟悉橡胶加工全过程和橡胶制品模塑硫化工艺 2(了解橡胶加工的主要机械设备如开炼机平板硫化机等基本结构掌握这些设备的操作方法二基本原理生胶是橡胶弹性体属线型高分子化合物高弹性是它的最宝贵的性能但是过份的强韧高弹性会给成型加工带来很大的困难而且即使成型的制品也没有实用的价值因此它必须通过一定的加工程序才能成为有使用价值的材料不管天然的还是合成的生胶其加工程序不外乎是干胶工艺和乳胶工艺两条工艺路线其中又以干胶工艺应用得最多最为广泛在配方制订的基础上进行下列工艺程序略其中的半成品成型包括有几种成型工艺方法本实验仅讨论橡胶的干胶工艺塑炼和混炼是橡胶加工的两个重要的工艺过程通称炼胶其目的是要取得具有柔软可塑性并赋予一定使用性能的可用于成型的胶料生胶的分子量通常都是很高的从几十万到百万以上过高的分子量带来的强韧高弹性给加工带来很大的困难必须使之成为柔软可塑性状态才能与其他配合剂均匀混合这就需要进行塑炼塑炼可以通过机械的物理的或化学的方法来完成本实验所列的配方表明是通过实验取得一软质的橡胶片制品橡胶制品即硫化胶的硬度主要取决于其硫化程度按软硬程度通常可分软质胶半硬质和硬质胶?本实验配方中的硫磺含量在5份之内交联度不很大所得制品柔软选用两种促进剂对天然胶的硫化都有促进作用不同的促进剂协同使用是因为它们的活性强弱及活性温度有所不同在硫化时将促进交联作用更加协调充分显示促进效果助促进剂即活性剂在炼胶和硫化时起活化作用化学防老剂多为抗氧剂用来防止橡胶大分子因加工及其后的应用过程的氧化降解作用以达到稳定的目的石蜡与大多数橡胶的相容性不良能集结于制品表面起到滤光阻氧等防老化效果并且对于加工成型有润滑性能碳酸钙作为填充剂有增容降低成本作用其用量多少也影响制品的硬度本实验要求制取一块天然软质硫化胶片其成型方法采用模压法它是一定量的混炼胶置于模具的型腔内通过平板硫化机在一定的温度和压力下成型同时经历一定的时间发生了适当的交联反应最终取得制品的过程天然橡胶是异戊二烯的聚合物大分子的主链上仍有双键硫化反应主要发生在大分子间的双键上其机理简述见课本所得的硫化胶制品实际上是松散的不完全的交联结构成型时施加一定的压力有利于活性点的接近和碰撞促进了交联反应的进行也有利于胶料的流动以便取得具有适宜的密度和与模具型腔相符的制品硫化过程要保持一定的时间主要是由胶料的工艺性能来决定的也是为了使交联反应达到配方设计所要求的程度硫化过后不必冷却即可脱模模具内的胶料已交联定型为橡胶制品仪器设备SK-160B型双辊筒炼胶机电热平板硫化机模板浅搪瓷盘温度计 0,250? 2支天平铜铲手套剪刀等实验用具备齐原料及配方见课本四实验方法 1(配料按上列的配方准备材料准确称量并复核备用 2(生胶塑炼 1 在指导教师和实验室工作人员指导下按机器的操作规程开动开放式炼胶机观察机器是否运转正常 2 破胶调节辊距15mm 3 薄通胶块破碎后将辊距调到约05mm辊温控制在45?左右 4 捣胶将辊距放宽至10mm 5 辊筒的冷却由于辊筒受到摩擦生热辊温要升高应经常以手触摸辊筒。
实验九塑化性能转矩流变仪的测定
完全塑化时间是材料完全被塑化的时间，可以通过对实验数据的分析得出。
材料性能与配方关系分析
配方对性能的影响
分析实验数据，可以研究不同配方对材料性能的影响，如添加不同的助剂、填充剂等对材料性能的影 响。
材料性能与转矩的关系
分析实验数据，可以研究材料性能与转矩的关系，从而进一步了解材料的流变性能。
掌握塑化性能测试方法
• 通过实验，学生将学习到如何使用转矩流变仪进行塑化性能测试。测试方法包括样品的制备、仪器设定、实验操作和数 据收集等步骤。通过实践操作，学生可以深入理解塑化性能测试的原理和方法。
分析材料性能与配方关系
• 转矩流变仪可以用于研究材料性能与配方之间的关系。实 验中，学生可以通过改变实验条件，如温度、压力和时间 等，来观察这些因素对材料塑化性能的影响。此外，他们 还可以研究不同配方材料之间的性能差异，进一步理解材 料性能与配方之间的关系。
实验九塑化性能转矩流变仪 的测定
2023-11-04
contents
目录
• 实验目的 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验数据分析 • 实验结论 • 参考文献
01
实验目的
了解转矩流变仪的原理
• 转矩流变仪是一种用于研究材料在加工过程中力学行为和流 动性能的实验设备。它通过测量材料在旋转或剪切应力作用 下的流动行为，提供关于材料塑化、混炼、熔融和固化过程 的重要信息。
转矩流变仪的应用范围
列举了转矩流变仪在塑料加工、橡胶加工、涂料和油墨等领域 的具体应用案例，说明了其在不同领域中的重要性和应用价值 。
感谢您的观看
THANKS
常见的塑化性能测试方法包括：压缩试验、拉伸试验、冲击试验等。
在本实验中，我们将采用转矩流变仪进行塑化性能测试，通过测量材料在不同温 度和剪切应力下的扭矩和转速变化来评估材料的塑化性能。
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。
转矩流变仪实验
转矩流变仪实验实验一转矩流变仪实验1. 实验重点和难点1.1 了解转矩流变仪的基本结构及其适应范围;1.2 熟悉转矩流变仪的工作原理及其使用方法;1.3 掌握聚氯乙烯(PVC)热稳定性的测试方法。
2. 实验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和臂转换成转矩值的单位牛顿米()读数。
其转矩值的大小反应了物料黏度的大小。
,Nm,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。
转矩数据与材料的粘度直接有关，但它不是绝对数据。
绝对粘度只有在稳定的剪切速率下才能测得，在加工状态下材料是非牛顿流体，流动是非常复杂的湍流，有径向的流动也有轴向的流动，因此不可能将扭矩数据与绝对粘度对应起来。
但这种相对数据能提供聚合物材料的有关加工性能的重要信息，这种信息是绝对法的流变仪得不到的。
因此，实际上相对和绝对法的流变仪是互相协同的。
从转矩流变仪可以得到在设定温度和转速(平均剪切速率)下扭矩随时间变化的曲线，这种曲线常称为“扭矩谱”，除此之外，还可同时得到温度曲线、压力曲线等信息。
在不同温度和不同转速下进行测定，可以了解加工性能与温度、剪切速度的关系。
转矩流变仪在共混物性能研究方面应用最为广泛。
转矩流变仪可以用来研究热塑性材料的热稳定性、剪切稳定性、流动和固化行为。
3. 实验原材料和仪器设备3.1 原材料聚氯乙烯(PVC) 45份邻苯二甲酸二辛酯(DOP) 2份三盐基硫酸铅 2份硬酯酸钡(BaSt) 0.7份硬酯酸钙(CaSt) 0.5份石蜡 0.2份3.2 仪器设备转矩流变仪，本实验以密炼机式转矩流变仪，如图1-1 所示。
图1-1 转矩流变仪示意图1,压杆;2,加料口;3,密炼室;4,漏料;5,密炼机;6,紧急制动开关;7,手动面板;8,驱动及扭矩传感器;9,开关;10,计算机(1)转矩流变仪的组成:? 密炼机内部配备压力传感器、热电偶，测量测试过程中的压力和温度的变化。
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转矩流变仪的工作原理
仪器概述
转矩流变仪是一种用于测试材料力学特性的实验仪器。
它主要用于测量材料在
受力时的力学性能，如弹性模量、剪切模量、屈服强度、断裂强度等。
其测试原理是通过施加转矩和剪切力对材料进行试验，并记录材料的变形及其相应的应力变化，由此获得材料的力学特性参数。
工作原理
转矩流变仪主要分为两类：旋转转矩流变仪和振动转矩流变仪。
不同类型的仪
器均采用不同的工作原理，下面将分别进行介绍。
旋转转矩流变仪的工作原理
旋转转矩流变仪采用旋转盘的方式施加转矩，通过旋转圆盘使测量系统中的旋
转杆和测量臂产生弯曲变形。
当试件被夹紧于测量臂和转矩杆之间时，在转动圆盘的同时，样品也受到了剪切力和压力的作用，从而变形，此时在变形的同时，应力也发生了变化，通过测量变化的应力与转动圆盘施加的转矩之间的关系，可以计算出样品的弹性模量、剪切模量、黏弹性等特性参数。
振动转矩流变仪的工作原理
振动转矩流变仪是利用试件发生微小变形时产生的微小转矩和剪切力来进行测
试的。
其差别在于，它采用了悬挂样品的方式进行试验，即在转动转矩杆的同时，样品振动并且发生了微小的变形。
而此时，变形所产生的这些微小量已经足够被灵敏和快速地检测出来了。
在此，关键参数就是检测器。
通常采用称之为电磁振荡器的部件来测量变形振动引起的扰动。
这样振动频率之间的变化被转化为了电信号，由此同样可以获得材料的力学特性参数。
总结
综上所述，转矩流变仪是可以通过施加不同类型的力对材料进行试验，从而获
得材料在不同条件下的力学特性参数。
通过了解转矩流变仪的工作原理，可以更好地理解它在试验材料力学特性方面的作用和应用。