流变仪在高分子材料研究中的应用
高分子流变特性研究及应用前景
高分子流变特性研究及应用前景一、引言高分子材料以其特有的材料性质，广泛应用于制造业、医疗、包装等领域。
高分子材料的流变特性在材料工程中具有重要的影响因素。
本文将引入高分子流变特性的研究及其应用前景。
二、高分子流变特性研究1. 基本概念高分子材料的流变特性是指其牵伸、剪切、弹性等物理特性的变化规律。
在实际应用中，高分子材料需要经受各种力的作用，包括剪切力，扭转和挤压等。
因此，流变特性的研究是理解高分子材料的变形规律的关键。
2. 流变特性测试流变特性的测量是通过物理手段来测试高分子材料的不同形变规律。
通常，流变特性测试通过试验机来实现。
测试时可以对高分子物质施加不同的应力来测定其变形规律，并通过应变仪器来记录材料的变形数据。
3. 流变特性对材料性能的影响高分子材料的流变特性对其性能具有显著的影响。
例如，在制造过程中，高分子被塑造成具有特定形状和表面的部件。
高流变材料在当时可能受到更大的应力，并具有更高的扭转能力，使其成为一种更加可靠和耐用的材料选择。
4. 流变特性的控制现代化的材料制造过程已经越来越需要对高分子材料的流变特性进行管制，以确保质量的稳定性和制造效率的提高。
控制流变能力可以通过添加特殊的添加剂、改变原有的材料配方及实施加工工艺控制和测试等方法来实现。
三、应用前景1. 广泛应用的胶体领域高分子流变特性的研究和应用在胶体领域中具有广泛的应用前景。
例如，透明胶体涂层的制造开始受到流变特性的控制；一些功能性胶体也可用于医疗和生物医学应用领域中。
2. 应用于制造业在制造业中，高分子材料是非常重要的材料之一。
高分子流变特性研究成果可以促进工业领域对高分子材料的加工，帮助制造出更强、更具有弹性和可调制性的部件。
3. 应用于环保高分子流变特性的研究可应用于环保领域，例如，研究高分子材料的粘度，有助于制造出更有效的油品污染防护材料。
此外，高分子材料也能为环保领域提供新的替代品，例如：可生物降解高分子材料。
流变仪的用途和应用
1. 测定食品的流变性质，如酸奶、果酱、果冻等产品的稠度、流动性。2. 研究食品在加工和储存过程中的流变行为变化，优化食品加工工艺。
其他应用
1. 涂料和油墨行业：用于测定涂料和油墨的流变性质，如粘度、流动性和稳定性。2. 制药行业：研究药物溶液的流动性和稳定性，优化药物制剂工艺。3. 石油化工行业：研究石油产品的流变性质，如原油、润滑油等的粘度和流动性。4. 地质学：研究岩石和土壤的流变性质，有助于地质勘探和地质灾害预测。
流变仪的用途和应用
用途/应用领域
具体应用
材料科学研究
1. 研究高分子材料（如塑料、橡胶、树脂）的流变性，包括材料的粘性、弹性、塑性等。2. 表征高分子材料的分子量和分子量分布。3. 指导材料制备工艺和加工工艺的优化。
物理学研究
1. 研究液体的黏性行为。2. 研究固体的弹性行为及固液转变过程中的力学性质。3. 揭示物质的物理性质与微观结构之间的关系。
化学研究
1. 研究化学反应过程中的流变性变化，如黏度变化、凝胶化过程中的黏弹性行为。2. 揭示化学反应机理和化学反应动力学规律。
生物学研究
1. 研究生物组织的力学性质和流变性，如细胞培养液的黏度、细胞膜的弹性。2. 揭示生物组织的结构和功Байду номын сангаас之间的关系，有助于生物医学研究的发展。
工程学研究
1. 研究各种工程材料的流变性，如塑料、涂料、石油等。2. 指导工程材料的制备和加工过程，提高工程材料的性能和使用效果。3. 应用于塑料加工、涂料生产、石油开采等领域的质量控制和产品研发。
高分子材料的流变性能研究
高分子材料的流变性能研究高分子材料是一类由大量重复单元构成的大分子化合物，具有广泛的应用领域。
在实际应用中，高分子材料的流变性能研究对于了解其内在特性、优化工艺以及预测材料在不同工况下的表现至关重要。
本文将以高分子材料的流变性能研究为主题，探讨流变性能的定义、测试方法以及研究意义。
首先，我们来了解什么是高分子材料的流变性能。
流变学是研究物质在外力作用下变形和流动行为的学科。
高分子材料的流变性能即指其在外力作用下的变形和流动行为特性。
高分子材料的流变性能与其分子结构、链长、分子量分布、交联程度等因素密切相关，直接影响材料的物理力学性能和加工工艺。
在研究高分子材料的流变性能时，重要的一步是选择合适的测试方法。
目前常用的高分子材料流变性能测试方法包括旋转流变仪、拉伸流变仪、压缩流变仪等。
旋转流变仪主要用于测量高分子材料的剪切流变性能，通过在不同剪切速率下测量应力和应变的关系，以了解材料的粘弹性、塑性和黏弹性等特性。
拉伸流变仪则主要用于测量高分子材料的拉伸性能，通过施加不同的拉伸速率和应力，研究材料的应变和应力关系。
压缩流变仪则可在承受压力情况下，研究高分子材料的压缩变形特性。
通过上述测试方法，我们可以获得高分子材料的流变性能数据。
这些数据对于了解材料的变形行为、判断材料的应用性能以及指导材料的设计和制备具有重要意义。
从流变性能数据中，可以获得高分子材料的流变学参数，如剪切模量、拉伸模量、弹性模量、黏滞系数等。
这些参数反映了材料的力学性能、变形能力和变形时间。
通过分析这些参数值的变化趋势，可以评估材料的物理力学性能以及材料在不同应用条件下的性能稳定性。
高分子材料的流变性能研究具有广泛的应用领域，例如在工程塑料的开发中，了解材料在高温、高压下的流变行为，有助于判断材料在实际应用中的性能表现。
在医疗领域，研究生物材料的流变性能，可以为医疗器械的设计和材料选择提供依据。
在涂料和胶粘剂行业，通过研究材料的流变性能，可以优化涂料的施工性能和胶粘剂的黏附力。
流变仪的基本原理及应用
流变仪的基本原理及应用1. 概述流变仪是一种用于测量物质在应力作用下的流变性质的仪器。
它可以通过施加不同的力来测试物质的变形情况，并根据测量数据来分析物质的流动行为和性质。
流变仪广泛应用于材料科学、化学工程、生物医学等领域。
2. 流变仪的基本原理流变仪的基本原理是根据牛顿流体力学的黏滞阻力原理。
当外力作用于流体时，流体会发生变形，并产生阻力。
流变仪利用旋转、振动或剪切等方式施加外力，测量物质的变形情况，并通过计算得到物质的流变性质。
3. 流变仪的组成部分流变仪一般由下述几部分组成：•电机或振动器：用于施加外力并引起物质的变形；•转子或振荡器：通过旋转或振动来引发物质的变形；•传感器：用于测量物质的变形情况；•数据采集系统：用于记录和处理测量数据；•控制系统：用于控制流变仪的操作。
4. 流变仪的应用流变仪在许多领域都有广泛的应用，以下是几个常见的领域及其应用：4.1 材料科学•粘弹性材料研究：使用流变仪可以测量材料在不同应力下的应变程度，从而研究其粘弹性质；•材料流动性测试：流变仪可以测量材料在不同温度和压力下的流动性能，对材料的加工性能评估具有重要意义；•薄膜涂覆研究：通过流变仪可以评估涂覆材料的流动性能和薄膜厚度等重要参数。
4.2 化学工程•流体混合性能测试：流变仪可以评估化工过程中不同液体的混合性能，从而优化反应条件；•流体输送性能研究：通过流变仪可以测试流体在管道中的输送性能，包括黏度、流速等参数；•聚合物溶解和分散性能研究：流变仪可以测量聚合物在不同溶剂中的溶解和分散性能。
4.3 生物医学•细胞流变学研究：流变仪可以测量细胞在不同应力作用下的变形情况，从而研究细胞的流变学特性；•生物高分子材料研究：利用流变仪可以评估生物高分子材料的力学性能，如弹性模量、黏度等；•药物传输性能评估：通过流变仪可以测试药物在不同条件下的输送性能，对药物研发具有重要意义。
5. 总结流变仪是一种重要的测试仪器，可以用于测量物质的流变性质。
高分子材料的流变性能与动力学行为研究
高分子材料的流变性能与动力学行为研究高分子材料是当代材料科学中的重要一环，其广泛应用于塑料、橡胶、纤维等多个领域。
了解高分子材料的流变性能以及其动力学行为，对于优化材料制备过程、提升材料性能具有重要意义。
本文将针对高分子材料的流变性能与动力学行为进行探讨。
一、高分子材料的流变性能研究方法1. 流变仪测量流变仪是研究高分子材料流变性能的重要工具，在实验室中得到广泛应用。
通过对高分子材料进行剪切或挤出等力学加载，流变仪可以实时监测和记录材料的变形过程。
从流变曲线中可以提取出粘弹性参数，如剪切模量、流变指数等，用于表征材料的形变特性。
2. 分子动力学模拟分子动力学模拟是一种基于物理力学原理，模拟高分子材料分子间相互作用和运动行为的计算方法。
通过分子动力学模拟，可以得到高分子材料的微观结构和动态特性，从而揭示材料在宏观层面上所表现出的流变性能。
二、高分子材料的流变性能研究结果与分析1. 高分子材料的流变行为在流变性能研究中，高分子材料常常表现出非线性和时变等特点。
例如，高分子材料的应力-应变曲线在低应变范围内呈现线性行为，但在较大应变下则会出现非线性变形。
此外，高分子材料还存在着时变性能，即随着加载时间的延长，材料的流变性能会发生变化。
2. 高分子材料的黏弹性行为高分子材料同时具有固体和液体的特性，呈现出黏弹性行为。
在小应变下，高分子材料表现出固体的弹性特性，而在大应变下，材料则表现出液体的流动行为。
这种固液相互转换导致了高分子材料的黏弹性，使其在应用中可以同时满足强度和变形需求。
3. 高分子材料的温度对流变性能的影响温度是影响高分子材料流变性能的重要因素之一。
随着温度的升高，高分子材料的粘度会降低，流动性能增加；而在低温下，材料可能会变得脆性。
因此，合理控制材料的温度可以调控其流变性能，提高其加工性能和应用性能。
三、高分子材料的动力学行为研究1. 高分子材料的分子间相互作用高分子材料的流变性能与其分子间的相互作用密切相关。
流变学实验-1 转矩流变仪应用试验
转矩流变试验胡圣飞编一、试验原理及目的高分子材料的成型过程，如塑料的压制、压延、挤出、注射等工艺，化纤抽丝，橡胶加工等过程，都是利用高分子材料熔体进行的。
熔体受力作用，不但表现有流动和变形、而且这种流动和变形行为强烈地依赖于材料结构和外界条件，高分子材料的这种性质称为流变行为（即流变性）。
测定高聚物熔体流变性质，根据施力方式不同，有多种类型的仪器，转矩流变仪是其中的一种。
它由微机控制系统、混合装置（挤出机、混炼器）等组成。
测量时，测试物料放入混合装置中，动力系统驱使混合装置的混合元件（螺杆、转子）转动，微处理机按照测试条件给予给定值、保证转矩流变仪在实验控制条件下工作。
物料受混合元件的混炼、剪切作用以及摩擦热、外部加热作用，发生一系列的物理、化学变化。
在不同的变化状态下，测试出物料对转动元件产生的阻力转矩、物料热量、压力等参数。
其后，微处理机再将物料的时间、转矩、熔体温度、熔体压力、转速、流速等测量数据进行处理，得出图、表形式的实验结果。
利用转矩流变仪不同的转子结构、螺杆数、螺杆结构、挤出模具以及辅机，可以测量高分子材料在凝胶、熔融、交联、固化、发泡、分解等作用状态下的转矩—温度时间曲线，表观粘度—剪切应力（或剪切速率）曲线，了解成型加工过程中的流变行为及其规律。
还可以对不同塑料的挤出成型过程进行研究，探索原材料与成型工艺、设备间的影响关系。
总之，对于成型工艺的合理选择，正确操作，优化控制，获得优质、高产、低耗制品以及为制造成型工艺装备提供必要的设计参数等，都有非常重要的意义。
高分子材料的流变性除受高聚物结构及有关复合物组成的影响外，采用混合器测量流变性质时的实验条件也是十分重要的影响因素。
二、试验用原材料硬质PVC粒状复合物或混配物PVC 100 60 56.52174ACR丙烯酸酯共聚物 4 2.4 2.26CPE氯化聚乙烯 6 3.6 3.39钙锌复合稳定剂 4.5 2.7 2.54硬脂酸0.5 0.3 0.2869 64.99174三、主要仪器设备RM-200C转矩流变仪，主要分三部分：主机、电气控制柜、混合或挤出装置。
简述流变仪在高分子物理试验中的应用 流变仪是如何工作的
简述流变仪在高分子物理试验中的应用流变仪是如何工作的将流变仪应用于高分子物理试验教学，可以使同学加深对高分子物理理论课中聚合物粘弹性与流变性能的理解。
简要介绍了旋转流变仪的基本原理和紧要检测功能，并通过一些实例阐述了旋转流变仪在高分子物理试验教学中的实在应用。
该试验的设置可以使同学通过试验巩固高分子物理学问，分析流变试验中体现的实在的高分子物理问题，更好地理解与把握高分子科学的基本理论。
高分子物理是高分子材料相关专业的本科必修专业基础课，紧要讨论聚合物的结构—性能—分子运动之间的关系。
通过开设高分子物理试验，一方面可以使同学加添感性认得，加深对课堂理论学问的理解，另一方面可以使同学把握聚合物结构和性能测定的基本方法，培育同学的试验技能。
聚合物流变性能测试是察看高分子材料内部结构的窗口，不仅可以认得聚合物的结构与性能的关系，还能简便地进行高分子材料的质量检测和质量掌控，从而对其加工成型过程供应理论引导。
旋转流变仪是讨论高分子材料流变性能紧要的流变学测试系统，它不仅可以测量聚合物流体的粘度，还能在较宽的频率、温度范围内讨论聚合物的动态粘弹性，从而揭示聚合物体系内在的结构—性能—分子运动之间的关系。
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。
哈克流变仪的工作原理1.哈克流变仪是通过计算机测定各种压力作用时，各种规格的毛细管在不同的升温速率下，不同温度时的挤出速度。
2.可以仿佛实际加工的情况下连续精准牢靠地对材料的流变性能进行测定。
3.是在稳定或者变速的情况下测量扭矩，用夹具因子将物理量转化成流变学的参数。
4.有振荡液滴、振荡剪切等几种原理，用于测量小振幅下的动态力学性能。
哈克流变仪的基本结构可分为三部分：① 微机掌控系统：用于试验参数的设置及试验结果的显示；② 机电驱动系统：用于掌控试验温度转子速度、压力，并可记录温度、压力和转矩随时间的变化；③ 可更换的试验部件：一般依据需要配备密闭式混合器或螺杆挤出器。
流变仪详细介绍
流变仪一、简介英文：rheogoniometer；rheometer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。
二、分类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-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。
控制应变的流变仪由于硬件复杂，目前只有几种功能附件可供选择。
2.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0.25～2mm 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。
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。
哈克旋转流变仪依据标准
哈克旋转流变仪是一种广泛应用于化学工程领域的分析仪器，主要用于测定和分析材料的流变性质。
其应用范围广泛，可以用于研究各种材料的粘性行为、蠕变特性以及松弛机制等。
通过对这些特性的测定和分析，可以深入了解材料的物理性质和化学结构，为材料科学研究和工业生产提供重要的技术支持。
一、哈克旋转流变仪的原理哈克旋转流变仪通过施加旋转力矩来测量材料在旋转运动下的应力应变关系，从而得到材料的流变性质。
在测试过程中，哈克旋转流变仪可以模拟不同的温度、转速和应力等条件，以模拟实际生产中的各种工况。
通过这种方式，可以全面了解材料的流变行为，为材料的选择和应用提供重要的参考依据。
二、哈克旋转流变仪的技术指标最小扭矩：这是哈克旋转流变仪能够测量的最小扭矩值，通常以微牛米为单位。
这个指标决定了仪器能够测量低粘度材料的范围。
最大扭矩：这是哈克旋转流变仪能够测量的最大扭矩值，通常以毫牛米为单位。
这个指标决定了仪器能够测量高粘度材料的范围。
扭矩分辨率：这是哈克旋转流变仪能够分辨的最小扭矩变化量，通常以纳牛米为单位。
这个指标决定了仪器在测试过程中对细微变化的敏感程度。
角频率：这是哈克旋转流变仪在测试过程中能够达到的旋转角速度，通常以弧度/秒为单位。
这个指标决定了仪器在测试过程中对材料动态响应的测量能力。
温度范围：这是哈克旋转流变仪在测试过程中能够模拟的最高和最低温度，通常以摄氏度为单位。
这个指标决定了仪器在测试过程中对材料在不同温度下的流变行为的测量能力。
三、哈克旋转流变仪的应用领域化学工程：在化学工程领域，哈克旋转流变仪被广泛应用于各种化学反应过程中的流变性质测定和分析，如聚合物的熔融、固化、溶解以及分解等过程。
通过对这些过程的流变性质进行测定和分析，可以深入了解化学反应的机理和反应条件对产物性质的影响。
高分子材料：在合成高分子材料方面，哈克旋转流变仪被用于研究聚合物的粘度、弹性模量、屈服点和松弛时间等参数。
这些参数对于聚合物的加工和性能具有重要影响，通过测定和分析这些参数，可以帮助优化聚合物的配方和加工工艺。
流变学实验-1转矩流变仪应用试验
流变学实验-1转矩流变仪应用试验转矩流变试验胡圣飞编一、试验原理及目的高分子材料的成型过程，如塑料的压制、压延、挤出、注射等工艺，化纤抽丝，橡胶加工等过程，都是利用高分子材料熔体进行的。
熔体受力作用，不但表现有流动和变形、而且这种流动和变形行为强烈地依赖于材料结构和外界条件，高分子材料的这种性质称为流变行为（即流变性）。
测定高聚物熔体流变性质，根据施力方式不同，有多种类型的仪器，转矩流变仪是其中的一种。
它由微机控制系统、混合装置（挤出机、混炼器）等组成。
测量时，测试物料放入混合装置中，动力系统驱使混合装置的混合元件（螺杆、转子）转动，微处理机按照测试条件给予给定值、保证转矩流变仪在实验控制条件下工作。
物料受混合元件的混炼、剪切作用以及摩擦热、外部加热作用，发生一系列的物理、化学变化。
在不同的变化状态下，测试出物料对转动元件产生的阻力转矩、物料热量、压力等参数。
其后，微处理机再将物料的时间、转矩、熔体温度、熔体压力、转速、流速等测量数据进行处理，得出图、表形式的实验结果。
利用转矩流变仪不同的转子结构、螺杆数、螺杆结构、挤出模具以及辅机，可以测量高分子材料在凝胶、熔融、交联、固化、发泡、分解等作用状态下的转矩—温度时间曲线，表观粘度—剪切应力（或剪切速率）曲线，了解成型加工过程中的流变行为及其规律。
还可以对不同塑料的挤出成型过程进行研究，探索原材料与成型工艺、设备间的影响关系。
总之，对于成型工艺的合理选择，正确操作，优化控制，获得优质、高产、低耗制品以及为制造成型工艺装备提供必要的设计参数等，都有非常重要的意义。
高分子材料的流变性除受高聚物结构及有关复合物组成的影响外，采用混合器测量流变性质时的实验条件也是十分重要的影响因素。
二、试验用原材料硬质PVC粒状复合物或混配物PVC 100 60 56.52174ACR丙烯酸酯共聚物 4 2.4 2.26CPE氯化聚乙烯 6 3.6 3.39钙锌复合稳定剂 4.5 2.7 2.54硬脂酸0.5 0.3 0.2869 64.99174三、主要仪器设备RM-200C转矩流变仪，主要分三部分：主机、电气控制柜、混合或挤出装置。
高分子材料中的分子流变性能研究
高分子材料中的分子流变性能研究随着科技的不断发展，高分子材料在生产和应用中扮演着越来越重要的角色。
高分子材料具有重量轻、机械强度高、耐热性能好等特点，被广泛地应用于电子、汽车、航空、医药等领域。
然而，高分子材料的复杂性和多样性在使用过程中也会带来很多不确定因素。
分子流变学作为一门研究高分子材料流变性能的学科，为有效预测材料的性能提供了重要的依据。
一、什么是高分子材料的分子流变学？分子流变学是研究高分子材料在变形和形变过程中的流动行为的学科。
它探讨材料在外力作用下的流变特性，如粘度、流变速率、流变应力等。
通过对这些性质的研究，我们可以更好地了解材料的机械强度、耐热性、可加工性等方面的综合性能。
高分子材料的分子流变性质与其分子结构密切相关。
显示高分子材料中的分子链与有机分子空间结构的不同，可以产生不同的物理、化学性能。
在应用中，高分子材料需要承受的载荷、颠簸、运动等外部环境因素的影响，会导致其分子间的结构变化，从而影响材料的性能。
二、高分子材料的流变学研究方法1. 旋转式流变仪流变仪是分子流变学的一个基本工具。
旋转式流变仪是一种常用的仪器，用于研究高分子材料的力学特性。
这种流变仪通过将外部力施加于材料上，对高分子材料产生剪切应力，从而探究其在剪切应力下的流动行为。
2. 差式扫描量热仪差式扫描量热仪是一种同时具有热分析和流变学特性的仪器。
它通过利用体系温度和相变等信息，研究材料的热学、结构、动力学等特性。
3. 动态力学模拟系统动态力学模拟系统可以模拟材料在外部环境中的运动及变形。
它通过计算分子间力的大小及其变化规律，对材料的变形行为进行研究。
三、高分子材料分子流变性能的应用1. 高分子材料的力学特性力学特性是高分子材料中最为重要的性能之一。
分子流变学通过研究材料的流变特性，可以预测材料的力学性能，如拉伸强度、弹性模量、塑性应变和断裂伸长率等。
2. 高分子材料的加工性高分子材料的加工过程需要满足材料的流动要求，从而得到理想的成型效果。
流变仪的基本原理及应用
6.1 毛细管流变仪
（3）预测聚合物的加工行为，优化复合体系配方、最佳 成型工艺条件和控制产品质量； （4）为高分子加工机械和成型模具的辅助设计提供基本 数据； （5）作为聚合物大分子结构表征和研究的辅助手段。
6.1 毛细管流变仪
分类：恒压型和恒速型两类 区别：恒压型的柱塞前进压力恒定，待测量为物料的挤出 速度； 恒速型的柱塞前进速率恒定，待测量为毛细管两端的压力 差。
R
R 2
L'
P e0R
或 R
R 2
P-Pent Pexit L'
6.1.3 完全发展区的流场分析
入口压力降的获取方法二：
双毛细管流变仪： 短毛细管的长径比约为0.4 那样短毛细管在毛细管区域的压力降就是 入口压力降。
双毛细管流变仪的结构示意图
6.1.3 完全发展区的流场分析
三、发展流变本构方程理论 最高级的任务。获得材料黏弹性变化与材料结构参数之间 的内在联系，比较本构方程优劣，推动本构方程理论的发 展。
——需要精密方便的测量方法和测试仪器； ——多功能、多模块的流变计算软件相配套。
流变仪是化工原料供应商、科研院所、高校以及塑料改性 研究和生产企业测定聚合物熔体粘弹性的仪器，根据其输 出的各种数据、曲线和图表等科学信息来估测树脂的加工 性能，为新型材料的开发应用、质量监控、科研及教学提 供科学的研究手段。
6.1.2 恒速型毛细管流变仪
物料从直径直大的料筒经挤压通过有一定入口角的人 口区进入毛细管，然后从出口挤出，其流动状况发生 巨大变化。人口区附近物料有明显的流线收敛现象。 物料在进入毛细管一段距 离之后才能得到充分发展， 成为稳定的直动。而在出 口区附近。由于约束消失， 熔体出现挤出胀大现象， 流线也发生变化。因此， 物料在毛细管中的流动 动可分为三个区域：入口区、 完全发展的流动区和出口区
高分子流变学研究及其应用
高分子流变学研究及其应用高分子材料具有多种独特性能，可广泛应用于制造航空航天、电子、通讯、医疗、汽车等产业所需的材料。
然而，高分子材料具有复杂的物理和化学性质，因此需要进行深入研究和应用。
其中，高分子流变学的研究成果在这些领域中扮演着至关重要的角色。
高分子流变学研究的基础高分子材料的流变性质是对物质变形反应的表现。
在应力场中，高分子材料会产生应力，从而流动。
流变性能是材料的基本物理性质之一。
流变学研究的目的是了解材料的混合机理和材料的结构相互作用，重新设计新的高分子材料，并为生产质量提供保证。
高分子材料的流变性质与其分子链的链增长和链移动有关。
应力应变曲线通常呈“张力——应变曲线”，可以反映材料在外加应力作用下的行为。
在应力作用下，材料会发生重组、流变、变形和变形恢复的过程。
高分子材料的流变很具有时间依赖性和温度依赖性，因此可以用一组流变学参数来描述其流变特征。
高分子流变学方法高分子流变学研究方法主要包括单样品流变学和多样品流变学。
单样品流变学主要指在实验过程中使用单个样品进行测量，主要应用于高分子物性研究中。
多样品流变学主要指使用多个样品进行流变学测量，用于探究高分子复合材料的过程、以及材料的动态性能等。
单样品流变学主要包括静态负荷法、简易粘弹仪、旋转壁式粘弹仪等。
这些方法主要用于测量高分子材料的应力应变条件下的流变特性，研究高分子材料的流变机理和应用。
多样品流变学主要包括CAP稳定性和正交试验等。
这些方法主要用于研究多组分高分子材料混合的流变条件，并针对其物理化学变化进行流变学监测。
高分子流变学的应用高分子流变学的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1.高分子材料的设计和研发。
高分子流变学的研究成果可以用于研发新的高分子材料以及改进已有的高分子材料，使其具有更好的流变特性和应用性能。
2.物性研究。
高分子流变学可以用于研究高分子材料的物性，如强度、硬度、质量、机械波等物理特性，并探究材料的变形和流变机理。
流变仪在高分子材料研究中的应用
转矩流变仪在高分子材料研究中的应用一、仪器简介转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。
二、结构组成机电驱动系统：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；微机控制系统：用于实验参数的设置及实验结果的显示；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。
三、工作原理转矩流变仪配有不同参数的螺杆，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。
矩矩流变仪支持软件集由表观粘度试验软件plastic与表观粘度测试数据处理软件WinNian组成。
plastic软件可通过PC机的串行口分别实现对试验数据进行采集和参数控制，以及建立人机信息交互界面，这个界面功能比较齐全，可以完成6路温度的测控，包括转速设定、测量和控制，扭矩、压力测量等。
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WinNian进行数据处理。
当改变挤出机的螺杆转速，可改变口模内外压力差P值和挤出流量Q值，试验数据可以以文件的形式保存下来。
它是在试验挤出机的基础上配合毛细管、单双螺杆、密炼室、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试验设备，与材料的实际加工过程更相近，转矩流变仪主要用于与实际生产相接近的研究领域。
四、转矩流变仪的应用1、混合器试验在高分子材料的研发过程中，混合试验是必不可少的。
混合样品的同时，测试转矩、温度、总转矩以及随时间变化的关系。
旋转流变仪使用及原理
旋转流变仪使用及原理标题：旋转流变仪的使用及原理：揭开材料研究的奥秘引言：旋转流变仪（Rotational Rheometer）作为一种重要的实验设备，在材料研究和应用中扮演着至关重要的角色。
它能够对物质的流变行为进行准确测量和分析，为科学家们提供宝贵的实验数据和理论支持。
本文将深入探讨旋转流变仪的使用方法和原理，并分析其在研究领域中的应用。
第一部分：旋转流变仪的基本原理旋转流变仪通过施加转速和切变应力，测量样品在流动过程中的力学行为。
其基本原理可以概括为以下几点：1. 旋转流变仪使用一对同心圆柱形容器，其中内圆筒固定而外圆筒可以旋转。
样品被放置在两圆筒之间，并且在旋转时受到切变应力的作用。
2. 通过改变旋转速度和施加的切变应力，旋转流变仪可以模拟不同的流动条件，并测量样品的响应。
3. 旋转流变仪可以测量多种流变参数，如动态黏度、剪切应力、剪切速率、粘弹性等，从而提供材料流变特性的丰富信息。
第二部分：旋转流变仪的使用步骤1. 样品准备：根据实验需求，精确称量指定量的样品，并将其放置在旋转流变仪的测试腔室中。
2. 设定实验参数：根据研究目的，选择合适的旋转速度、温度和切变应力。
这些参数的选择应基于样品的特性和预期的测试结果。
3. 运行实验：启动旋转流变仪，使其按照预设参数开始测试。
在测试过程中，系统会自动记录并输出采集到的数据。
4. 数据分析：根据实验结果，进行数据的处理和分析。
通过绘制流变曲线、计算黏度和切变力等参数，可以得到关于样品流变性质的详细信息。
5. 结果解读：根据数据分析的结果，对样品的流变特性进行解读和理解，并与相关领域的理论知识进行比较和分析。
第三部分：旋转流变仪的应用领域旋转流变仪在众多领域中都具有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1. 材料科学：旋转流变仪可用于研究聚合物、涂料、胶体和复合材料等的流变特性，为材料的设计和制备提供重要参考。
2. 食品工业：通过对食品的流变特性进行测量和分析，旋转流变仪可以改善产品的质量和稳定性，并指导食品工艺的优化。
用转矩流变仪测量高分子材料的流变特性
关键词 ： 流变仪 ； 高分子 ； 流变性
中图分 类号 ： Ｑ ２ ．５ Ｔ ３０５ 文献标识码 ： Ｂ
在塑料挤出机或混炼机 中 ， 由于螺杆或转子 的总 力 矩 是 沿螺 杆 或转 子 的力 矩 峰值 的 一个 平 均 值 ， 而 因 可以模拟实际加工情况设计 出一种 动态塑化机 ， 研究 塑化 行 为 ， 、 热 剪切 、 定 性及 流 动 固化行 为 。 稳
一
出进 口模 的压力 差 和 流 量 ， 方 程 式 （ ） 行 计 算 ， 用 １进 可 以求 出熔 体 的表现 粘 度 。
叩： ４ ／ Ｒ （ｇ ｓｃ ） 一 Ｑ ｋ ＂／ ｒ ｒ “ （） １ 、
式 中
— —
毛细 管 口模 半 径 （ｍ） ｃ ；
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（． １ 哈尔滨理工大学， 黑龙江 哈尔滨 １ ００ ２ 大连万事通光缆公 司， ５ ４ ；． ０ 辽宁 大连 １６０ ） １６０
摘 要 ： 哈尔滨理 工大学研制 的 Ｒ Ｍ系列橡 塑材料转矩 流变仪是精选 配方优化工 艺 的有 力工具 ， 该机采 用先
进 的计算 机测控技 术 ， 具有 测控精度高 ， 性能稳定 ， 机界 面友好 ， 人 文件 处理功能 丰富 等特点 ， 工业 企业 及科研 单 是 位 的理想 的实验设备 。 研究 了用 Ｒ ０ Ｍ２０型转矩 流变仪测 量高分子材 料 Ｐ 、Ｖ Ｅ Ｐ Ｃ的流变特 性 。
收稿 日期 ：２０－７１ ０ ２０—７
维普资讯
维普资讯
李
迎， 等
用转矩 流变仪测量高分 子材料 的流变 特性
４ ５
Ｍ ｅ ｓ ｒｎ ｆｔ ａ ｕ ｉ ｇ ｏ ｈｅ Ｒｈｅ ｌｇｃ ｌＣｈａ ａ ｔｒｓｉｓｏ ｇ Ｐｏｙ ｅ ｏｏ ｉａ ｒ ｃ ｅ ｔｃ ｆＨｉｈ ｌｍ ｒ ｉ
高分子成型加工实验(转矩流变仪实验 )
负荷 2.160 0.325 2.160 5.000 10.000 21.600 5.000 10.000 10.000 0.325 1.200 2.160 3.800 5.000 0.325 1.200
标 准 试 验 条 件
常见塑料试验条件
塑料种类 聚乙烯 实验序号 塑料种类 1、2、3、 4、6 ABS 聚苯醚 聚碳酸酯 实验序号 7、9 12、14 16 塑料种类 聚甲醛 实验序号 3
4. 实验步骤
为便于对试样的测试结果进行比较， 称量 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。 相同质量的试样。 合上总电源开关，打开扭矩流变仪上的开关(这时手动 合上总电源开关，打开扭矩流变仪上的开关 这时手动 面 的指示灯变亮)， 板上 STOP和PROGRAM的指示灯变亮 ，开启计算 和 的指示灯变亮 机； 10min后按下手动面板上的 后按下手动面板上的START，这时START上的指 ，这时 上的指 后按下手动面板上的 示灯变亮； 示灯变亮； 双击计算机桌面的转矩流变仪应用软件图标， 双击计算机桌面的转矩流变仪应用软件图标，然后按照 一系列的操作步骤（ 一系列的操作步骤（由实验教师对照计算机向学生讲解 完成），通过这些操作，完成实验所需温度、 ），通过这些操作 完成），通过这些操作，完成实验所需温度、转子转速 及时间的设定； 及时间的设定；
5.思考题 思考题
的典型转矩－ （1）图1-3为PVC的典型转矩－时间流变曲线。曲线上 ） 为 的典型转矩 时间流变曲线。 有三个峰。分别指出三个峰代表的意义。 有三个峰。分别指出三个峰代表的意义。 （2）转矩流变仪在聚合物成型加工中有哪些方面的应用？ ）转矩流变仪在聚合物成型加工中有哪些方面的应用？ （3）加料量、转速、测试温度对实验结果有哪些影响？ ）加料量、转速、测试温度对实验结果有哪些影响？
高分子流体的流动与流变特性研究
高分子流体的流动与流变特性研究摘要高分子流体是一类具备特殊流动与流变特性的聚合物材料。
研究高分子流体的流动与流变特性对于深入了解其结构与性能关系、优化工艺条件以及开发新型高分子材料具有重要意义。
本文将探讨高分子流体的流动和流变特性，并介绍一些常用的实验方法和理论模型来研究高分子流体的流变行为。
同时，还将讨论高分子流体在不同温度、压力和剪切速率下的流动特性及其与流变特性的关系。
最后，本文将以一些典型的高分子流体作为案例，详细介绍其流动与流变特性的研究进展。
1. 引言高分子流体是由聚合物构成的流体体系，具有特殊的流动与流变特性。
在工程应用领域中，高分子流体的流动和流变行为对于确定其性能和优化工艺条件具有重要意义。
高分子流体的流变特性包括剪切应力-剪切速率关系、流变曲线、力学弛豫和周期性变形等。
研究高分子流体的流动与流变特性有助于深入了解高分子材料的微观结构与性能关系，为高分子材料的合成和应用提供理论指导。
2. 实验方法在研究高分子流体的流动与流变特性时，通常采用一系列实验方法来获取相关数据。
常见的实验方法包括流变仪测量、旋转黏度计测试、拉伸和压缩实验以及动态力学分析等。
这些方法可以提供高分子流体的流变曲线、应力-应变关系以及其他与流动特性相关的数据。
同时，还可以通过实验方法确定高分子流体的粘度、弹性模量、屈服应力和剪切变稀等重要参数。
3. 流动特性研究高分子流体的流动特性是指其在不同剪切速率下的流动行为。
在实验室中，常使用流变仪进行流动特性研究。
流变仪通过施加剪切力，在流体中产生剪切应力，从而使流体发生变形。
通过改变剪切速率、温度和压力等条件，可以研究高分子流体的流动规律和流变特性。
流动特性的研究可以帮助我们了解高分子流体的黏度、剪切变稀、剪切稠化等重要参数，为高分子材料的设计和应用提供指导。
4. 流变特性研究流变特性是指高分子流体在外加剪切力作用下的变形与应力之间的关系。
在研究高分子流体的流变特性时，常使用流变仪和动态力学分析仪进行实验。
材料流变性能测试及在材料分析中的应用
材料流变性能测试及在材料分析中的应用模流分析（moldflow）是运用数据模拟软件对注塑成型的过程进行模拟仿真可以根据模流分析结果完善模具设计方案及产品设计方案。
利用模流分析，通过对模流分析，可以模拟材料在螺杆内的流动、挤出成型、注射成型时的状态，可以显著减少挤出/注射成型的调试时间，提前预判成型塑料制品的可能缺陷并进行优化。
UDB文件为使用仿真软件进行仿真前，必须输入的材料特性参数，材料的流变性能关键参数——粘度数据，是UDB文件中用于模拟注塑成型加工过程的重要的参数之一。
仪器介绍流变仪是一种实验室装置，可用于测量高分子材料响应施加的力的流动方式。
它用于那些不能用单一粘度值定义的流体，因此需要比粘度计有更多的参数来设定和测量。
高分子研究常用的流变仪有旋转流变仪、毛细管流变仪、转矩流变仪。
图不同流变仪的剪切速率范围与常见加工剪切速率范围对应关系图1. 旋转流变仪：它是现代流变仪中的重要组成部分，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，从而揭示聚合物体系内在的结构-性能-分子运动之间的关系。
2. 毛细管流变仪：是目前发展最成熟，应用最广泛的流变仪。
在程序化控制下，自动完成测试、数据采集、分析和处理，获得材料的流动曲线以及表观剪切粘度、真实剪切粘度等重要数据。
具体应用：（1）测定高分子熔体在毛细管中的剪切应力和剪切速度关系。
（2）根据挤出物的直径和外观，在恒定应力下，通过改变毛细管的长径比来研究熔体的弹性和熔体破裂等不稳定流动现象。
3. 转矩流变仪：研究材料的流动、塑化、热、剪切稳定性的理想设备。
提供了更具有实际加工数据的动态测量方法。
可以在实际加工的情况下，对材料的流变性能进行测定，如多组分的物料混合、热固性树脂的交联固化、弹性体的硫化、材料的动态稳定性等。
同时此设备还配有单螺杆挤出系统及多种加工口模，可以实现挤片、流延、吹膜、挤管等加工过程的评价。
关于流变学在高分子中的应用
流变学测量是观察高分子材料内部结构的窗口，通过高分子材料，诸如塑料、橡胶、树脂中不同尺度分子链的响应，可以表征高分子材料的分子量和分子量分布，能快速、简便、有效地进行原材料、中间产品和最终产品的质量检测和质量控制。
流变测量在高聚物的分子量、分子量分布、支化度与加工性能之间构架了一座桥梁，所以它提供了一种直接的联系，帮助用户进行原料检验、加工工艺设计和预测产品性能。
流变学是研究材料变形与流动的科学，在热塑性材料，热固性树脂，高级复合材料，涂料，油漆以及粘接剂等领域有着重要的作用。
这些材料的流变性能可以与它们的加工性能和产品最终性能有效地联系起来，从而为表征材料结构、开发优异性能的产品提供有力的帮助。
大多数的材料兼具粘性和弹性(粘弹性)。
流变仪可以根据不同的使用条件，选用不同的配置来准确地测量这些性能。
一．流变在热塑性塑料方面的应用在研究、开发、分析部门、过程和质量控制方面，不管是产品的质量控制，还是新品的开发，流变测试已经成为不可或缺的手段。
流变测试可以帮助用户将热塑性材料的微观结构信息联系到其流动行为上。
如，聚合物的分子量对其低剪切率下的粘度、分子量分布和支化度对粘度与剪切速率的关系都有很大的影响。
其它测试手段，如熔融指数(MFI)或毛细管，对在低剪切速率下的这些结构差别并不敏感。
同时，粘度在解决工艺问题时还是不够的，还必须考虑弹性的影响。
材料的弹性模量可用于预测加工过程中产品表面缺陷的问题：如挤出、注射模的热变形、吹膜中气泡稳定性等等。
热塑性材料的固体性能在预测产品最终性能时非常有用。
例如，温度扫描模式的动态力学测试，可以测量得到的玻璃化转变以及次级转变，用于预测材料的抗冲性能以及其它与温度有关的性能。
二．流变在热固性树脂方面的应用流变仪可广泛应用于发生聚合反应的热固性树脂、粘合剂等方面的研究、开发以及质量控制。
对固化反应的诱导期、反应温度与时间对固化度、粘度的影响、后固化的作用、紫外线UV 引发固化、填料的影响，只有流变技术可以给出快速、准确的信息供参考。
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转矩流变仪在高分子材料研究中的应用
一、仪器简介
转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。
二、结构组成
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；
微机控制系统：用于实验参数的设置及实验结果的显示；
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。
三、工作原理
转矩流变仪配有不同参数的螺杆，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。
矩矩流变仪支持软件集由表观粘度试验软件plastic与表观粘度测试数据处理软件WinNian组成。
plastic软件可通过PC机的串行口分别实现对试验数据进行采集和参数控制，以及建立人机
信息交互界面，这个界面功能比较齐全，可以完成6路温度的测控，包括转速设定、测量和控制，扭矩、压力测量等。
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WinNian进行数据处理。
当改变挤出机的螺杆转速，可改变口模内外压力差P值和挤出流量Q值，试验数据可以以文件的形式保存下来。
它是在试验挤出机的基础上配合毛细管、单双螺杆、密炼室、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试验设备，与材料的实际加工过程更相近，转矩流变仪主要用于与实际生产相接近的研究领域。
四、转矩流变仪的应用
1、混合器试验
在高分子材料的研发过程中，混合试验是必不可少的。
混合样品的同时，测试转矩、温度、总转矩以及随时间变化的关系。
在不同的试验条件下测定流变特性、测试颜料的分散效果以及添加剂对粘度的影响。
试验得到的曲线表征特定的物料混合转矩和温度随时间的变化关系，描述了样品的加工性能和过程状态。
2、挤出加工试验
转矩流变仪配备了单螺杆和双螺杆挤出机。
在挤出机中，物料得到熔融、混合、压缩、均化、最后挤入模口。
用挤出机第一可以模拟实际工艺试验，配方制样，质量控制；第二可以进行小规模生产。
配上不同的模口，可以加工不同的产品，如：吹模、挤管、压延片材、
异型材挤出、电缆包覆以及毛细管流变试验等。
挤出机同时带有多个参数的测量，在模拟实际加工时，可同步测量温度、转速和转矩、熔体压力。
这样根据需要，可随时改变挤出加工条件，以满足试验的设计要求，找到最佳的工艺参数。
单、双螺杆的选用有一定的区别，剪切敏感的高分子材料，选用双螺杆挤出机，挤出过程可以完成颜料和改进添加剂与聚合物的合成，还可以挤出在螺筒中进行聚合的物料，双螺杆挤出机设有排气装置。
选用单螺杆挤出机，用来混合挤出，测量熔融、流变特性。
对于温度敏感而对剪切不敏感的材料。
随着人们对转矩流变仪应用研究的深入和功能的拓展，它已成为聚合物加工及实验流变学中必不可少的重要工具，可广泛用于开发产品质量控制、原材料生产工艺的研究等领域。
五、发展前景
由于计算机的参与，解决了转矩流变仪实验结果精度差，实验结果分析困难等一系列问题，以前，应用电子式转矩流变
仪测量XLPE材料的交联特性，做实验后要花数小时时间人工
处理数据才能得到所期望的数据。
实验结果处理要受到严重的
背景噪声的影响，难于得到准确数据。
而现在计算机控制转矩
流变仪可以通过计算机的强大功能，通过曲线平滑程序即刻地
平滑掉背景噪音影响，自动地标出实验曲线的特征值，很好的
节省了时间、人力等且准确度较高。
所以，转矩流变仪有着良
好的发展前景。