转矩流变仪的应用
转矩流变仪
ZJL—200计算机控制转矩流变仪一、转矩流变仪的用途：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，其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。
可以完成的典型实验有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等。
二、转矩流变仪主要功能：1）主机:接收和发送数据信号控制温度和机械传动机构。
2）挤出机：螺杆在固定温度的机筒挤压熔融料样顺着螺旋旋转方流向口模3）混炼器：一定形状的转子在定温度定容积的腔体中均匀混合料样。
4）计算机软件：监测和控制温度、压力、传动机构并实时勾画压力--时间；温度--时间；扭矩—时间等曲线。
5）其它：可增配牵引单元、三辊压延、吹膜机、自动称重、自动测量等测试功能。
三、转矩流变仪性能指标1）电机功率：3.0 kW2）转速范围：0.1~120 rpm3）速度控制精度：0.3%F.S.4）转矩测量范围：0 ~ 200Nm5）转矩测量精度：0.1%F.S6）熔体压力测量范围：0.1~100Mpa7）压力测量精度：0.5 %F.S.8）温度控制范围（五路控温）：室温~300℃9）温度控制精度：+1.0℃10）混练机最大容量：50ml11）塑料单螺杆挤出机（材料38CrMOALA）（1）螺杆长径比：L/D 25：1（2）毛细管模具（内径1.27mm、长径比20：1、30：1、40：1）13）图形显示：转速、转矩、温度、压力、扭矩14）主机+挤出机外型尺寸：1600mm×450mm×1300mm（长×宽×高）15）主机+混炼器外型尺寸：1600mm×450mm×1300mm（长×宽×高）16）电压：AC380V 6kW四、转矩流变仪主要配置1、测控主机1）驱动电机及驱动器1套2）减速机1套3）扭矩传感器1个4）测控温度表5块5）测控电路（含压力、温度、扭矩、转速、放大电路等）1套2、混炼器单元1）加热板（含加热元件）3块2）压料装置1套3）转子（Roller型）2支3、挤塑机单元1）单螺杆（长径比：L/D 25：1）1套2）螺筒1套3）装料装置1套4）加热装置5路4、试验软件1）聚合物熔体测量数据处理软件1套2）挤出机数据处理软件1套3）混合器数据处理软件1套5、模具毛细管模具内径1.27mm、长径比：20：1 1只30：1 1只40：1 1只6、清华同方品牌计算机1套7、HP彩色喷墨打印机1台平行异行双螺杆挤出机（材料：GH113高温钢+MJ合金高温钢）：1）螺杆类型：平行异向双螺杆2）螺杆直径：42mm3）长径比：7：14）温度范围：室温~300℃5）控温精度：1%F.S6）转矩测量范围：0~200N.m7）转矩测量精度：1%F.S五、曲线示例混炼机计算机挤出机图a PVC融合(单曲线) 图b PVC热稳定图c XLPE交联。
转矩流变仪及其在塑料加工中地应用
返回转矩流变仪及其在塑料加工中的应用洪王暄迎思海亭理工大学1. 转矩流变仪的组成与特点转矩流变仪是在Brabender塑化仪的基础上发展起来的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。
随着转矩流变仪应用的日益广泛，其组成和性能也在不断发展，呈现多功能、高性能、高精度、自动化等趋势。
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。
功能单元是实现各种测量的功能部分，目前已广泛应用的有，双转子混炼器、单螺杆挤出机、平行双螺杆挤出机、锥型双螺杆挤出机、杂质测量仪、口模膨胀测量仪、各种挤出加工模具等。
各功能单元以积木形式与测控主机相连，并在相应软件的支持下，实现具体的实验、测量和分析功能。
下面详细描述各部分的结构和性能。
1.1 测控主机组成与性能测控主机主要由计算机、数据测控系统、动力系统及转矩测量系统构成。
其组成框图如图1.1所示：图1.1 测控主机原理图其中计算机通过运行相应软件，完成各种操作和数据处理。
在计算机上运行的软件有两类，一类是测控软件，它提供了一个人机交互的接口，操作者可以在其提供的虚拟仪器界面上完成绝大多数的仪器操作，另外该软件还完成测量数据的显示和保存任务。
另一类是数据处理软件，它与各功能单元配合完成各种测量和分析。
测控主机和测控软件界面如图1.2和1.3所示。
图1.2 测控主机图1.3 测控软件界面数据测控系统是以单片微型计算机为核心的电子系统，完成温度、压力、转速、转矩等数据的采集以及实现电气、温度及转速控制。
动力系统为功能单元提供工作动力，由电动机和减速机组成。
转矩测量系统可以测量动力系统的输出转矩，并以此数据描述物料与各功能单元作用时的粘度变化，并进一步表征熔体的流变性。
转矩流变仪在合成树脂产品开发中的应用
ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｒ ｑ ｕ ｅ ｒ ｈ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｉ Ｓ ａ ｎ ｉ ｄ ｅ ａ ｌ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｏ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｉ Ｓ ａ ｎ ｉ ｎ ｄ ｉ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｂ ｌ ｅ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ｆ ｏ ｒ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｇ ｕ ｉ ｄ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ ，Ｓ Ｏ ｉ ｔ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｃ ｏ ｎ ￣ｏ ｌ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ， ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｎ ｅ ｗ ｏｒ ｆ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｔ ｏ ｒ ｑ ｕ ｅ ｒ ｈ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ； Ｃｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ； Ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ； Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
摘
要 ：介绍了转矩流变仪的系统组成及其在合成树脂开发 中的应用 。转矩 流变仪是研究合成树脂产 品可
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
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
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。
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。
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。
转矩流变仪在PVC产品加工中的应用
的高科拄设备进行产＾＾的跟踪、榆测Ｌ经被越来越多的∞『ｋ所认识，转矩流变仪的出现满址了这种
需要，将不可见的Ｐｖｃ混合料熔体状态客观地反映ｍ来，指导了Ｐｖｃ产品生产与质量管理。
ｌ转矩流变仪的初步介绍
转矩流变仪是一种综合性聚☆物材料流变性能测量设符，是了解配方及树脂混台物塑化特性及加丁性最 常使用的仪器，它能使我们了解树脂混台物在加工时由吲志逐渐变成岛弹态、＃－流态的流娈特性，并且足选
图２典型流变曲线 下面重点介绍，五个重要参数：加料扭矩、最低扭矩、最高扭矩、平衡扭矩和塑化时间
・１４０・
中国塑料加工工业协会塑料管道专业委员会２００８年年会
加料扭矩：加料扭矩即加料峰所对应的扭矩，加料扭矩表示的是物料颗粒之间以及物料颗粒与 金属表面的静摩擦值。加料扭矩～般很高都是因为静摩擦要大于动摩擦以及加料以后压料块和转子 之间的物料被充分积压所引起的。 最低扭矩：最低扭矩即加料峰和塑化峰之间的最低谷所对应的扭矩值，加料峰过后一方面因为 物料颗粒之间以及物料颗粒与金属表面的摩擦由静摩擦转为动摩擦，而动摩擦系数较低，故扭矩较 低，另一方面因为物料在密炼室内的均匀分布，使得压料块与转子之间的物料减少，压力降低使扭 矩下降，同时更为重要的是ＰＶＣ颗粒表面的低熔点润滑剂已开始溶化，使得ＰＶＣ颗粒之间以及ＰＶＣ与金 属表面之间的摩擦下降，这三种因素综合作用的结果使得扭矩降到最低而形成最低扭矩。 最高扭矩：最高扭矩即塑化峰的最高点所对应的扭矩，又称塑化扭矩。在最低扭矩点，ＰＶＣ颗 粒之间没有粘连，ＰＶＣ颗粒可以不受相邻颗粒的任何束缚而自由滑动，同时由于低熔点润滑剂的润 滑作用使得物料颗粒之间以及物料颗粒与金属表面之间的磨擦降到最低。随着物料温度的进一步升 高，加工助剂开始熔化，同时ＰＶＣ颗粒表层的分子也开始熔融，这样每个ＰＶＣ颗粒开始与相邻的颗粒 发生粘连而形成一种三维立体结构，使得ＰＶＣ颗粒之间无法自由运动，同时ＰＶＣ颗粒之间的磨擦增 加，技得扭矩逐渐增大而达到最大扭矩。 塑化扭矩的产生是由于高弹态及粘流态树脂在剪切力的作用下，阻碍树脂形变而产生的力矩， 它的大小反映到可塑性树脂形变的难易程度。扭矩越大，热塑性树脂混合物产生形变的难度就越 大，也就说明加工越差。这就需要较高浔度和负荷更大的转动设备、消耗更多的机械能，使之变为 能使树脂产生形变的动能，高分子链段重心才在剪切力作用下发生重心位移。 平衡扭矩：最高扭矩过后，扭矩值平稳下降，降到某一点后扭矩值几乎不再随时间的变化而变
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。
转矩流变仪在聚合物加工过程中的应用
转矩流变仪在聚合物加工过程中的应用嘿，朋友！说起转矩流变仪，你可能会有点陌生，但它在聚合物加工过程中可有着大作用呢！咱们先来说说聚合物加工这回事。
就好比咱们做饭，得有合适的材料，合适的工具，还得掌握好火候和步骤，才能做出美味佳肴。
聚合物加工也是一样，要把那些高分子材料变成有用的产品，可不简单！转矩流变仪就像是一位神奇的“大厨助手”。
它能帮咱们精确地了解聚合物在加工过程中的各种表现。
比如说，它能告诉我们材料的流动性怎么样。
你想想，如果材料流动性不好，那不就像煮粥的时候米和水搅和不开，最后煮出来的粥能好吃吗？同理，聚合物材料流动性不好，加工出来的产品质量能好吗？它还能监测加工过程中的温度变化对材料的影响。
这就好比烤蛋糕，温度太高太低都会影响蛋糕的口感和形状。
聚合物也是如此，温度不合适，性能可能就大打折扣啦！再说说转矩流变仪对混合效果的评估吧。
就像拌饺子馅，得把各种调料和食材充分混合均匀，味道才好。
聚合物材料的混合也是这个道理，如果混合不均匀，产品的性能能稳定吗？转矩流变仪就能告诉咱们混合得好不好。
而且啊，它还能帮助咱们优化加工工艺参数。
这不就像咱们根据不同的食材和口味，调整烹饪的时间、火候和调料用量一样嘛。
通过转矩流变仪提供的数据，咱们就能找到最合适的加工条件，生产出高质量的聚合物产品。
比如说，在生产塑料管材的时候，转矩流变仪就能告诉咱们哪种塑料配方在加工过程中表现更好，让管材更坚固、更耐用。
又比如说，在制造橡胶制品的时候，它能帮咱们找到最佳的硫化时间和温度，让橡胶产品的性能达到最优。
所以说，转矩流变仪在聚合物加工过程中可真是个不可或缺的好帮手！它能让咱们的加工过程更科学、更高效，生产出的产品质量更有保障。
咱们可得好好利用它，让聚合物加工变得更出色，不是吗？总之，转矩流变仪就像聚合物加工领域的一盏明灯，照亮了咱们前进的道路，让咱们能在这个复杂的领域里游刃有余，创造出更多更好的产品！。
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。
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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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转矩流变仪的应用
•主讲：吴丽旋
塑料测试技术
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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）；
t3—达到平衡转矩时间（物料动态热稳定）；t4—物料分解时间
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转矩流变仪结构
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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转矩流变仪工作原理
• 物料被加到混炼室中，物料受到压料杆 的压力、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阻力，这种反阻力 与样品粘度成正比，借助于转子上的反 作用转矩来测定这种阻力。 转矩值的大小反应了物料黏度的大小。 通过测定转矩及其随时间、温度等变化 关系，来表证物料粘度、热稳定时间以 及塑化、化学交联、降解作用。
物料在混合器中 塑化，逐渐均匀。 达到平衡。
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)。
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测试结果的影响因素
（3）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。
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任务实施——实训
查阅资料，讨论制定PP转矩流变曲线的试验方案
准备仪器 准备样品 按仪器操作手册完成PP转矩流变曲线测试 实验结束后，拆卸清理混合器。 分析曲线 试验报告
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谢
谢
•主讲：吴丽旋
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测试结果的影响因素
（1） 加料量 混合室内的物料量不足，转子难以接触物料， 达不到混炼塑化的最佳效果。反之．物料加入过 多，部分物料集中于加料口不能进入混合室混炼 均匀或出现超额的阻力转矩，使仪器安全装置发 生作用，停止运转。实验过程中，去除上顶栓对 物料的施压作用，仪器转矩变化不突出，说明加 料量基本合适。 （2）测试温度 选择的温度过低会导致超额转矩使安全装置发 生作用，仪器停转。温度过高时，聚合物的链段 活动能力增加、体积膨胀。分子间作用减小，流 动性增大，粘度随温度升高而降低。