第一组 流变仪的测试.

如何读流变曲线
基本知识
流变曲线是材料粘弹性能的具体量化，是通过流变仪在可控的条 件下得到的测量结果。因此，为了更好的理解流变曲线的所提供 的信息，需要具备三方面的基本知识：流变基础知识、流变测量 知识和相关材料的知识。
熟悉基本流变曲线，清楚其提供的信息意义
材料千变万化，但基本流变曲线的数量是有限的。每一大类材料 的基本流变性能是相似的，因而流变曲线的形状是一样的。不同 的是指纹特征，如曲线的数量水平，曲线的陡直，特征区域或峰 的位置和强弱等。同时，能理解不同的影响因数是如何改变曲线 的形状和指纹特征。
③将磁盘插入磁盘驱动器，使用W指令，贮存全部 的实验数据。
④拆卸、清理干净混合器，为再次实验做好准备。
3、数据整理 ①把系统40程序及贮存实验数据的两磁
盘分别插入一号、二号磁盘驱动器，用T 指令，阅读存入的实验数据。
②使用R指令，输入欲得实验数据的起、 止时间和显示数据的间隔时间，得到实 验数值表，用P指令打印出来。
流变仪测试
第一组：28—33
流变仪，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。可分为旋转流变 仪、毛细管流变仪、转矩流变仪和界面 流变仪。
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。
操作步骤
1、准备工作

了解仪器的操作，安装仪器，并按配方进行加料，
并用天平准确称量。
2、测试操作
①启动转矩流变仪的微机及动力系统，按照输入程 序，使用S指令把标题、加热温度、转子转速、运行控 制、参数显示、指令代码等实验条件输入微机处理。
②当显示的温度偏差为O时，表示混合器加热已达到 规定的温度。接通电机，加入被测试试样，开启打印 机，开始实验。当达到指令编定的时间时，实验自动 停止。
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.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。
4.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。
③使用A指令，输入欲得实验图形的起、 止时间和图形X、Y、Z轴表征的实验参 数，得出实验图，用P指令打印出来。
曲线分析
图中第一个峰为加料 峰，第二个峰为塑化 峰，第三个峰为分解 峰，分别表示物料的 加入、塑化和分解。 加料峰到塑化峰之间 的时间间隔为塑化时 间，塑化峰到分解峰 之间的时间间隔为热 稳定时间。 在实际加工时，物料 在螺杆塑化段内的停 留时间应不小于塑化 时间，保证物料的充 分塑化，并且在热分 解之前完成加工
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。
谢谢欣赏！
转矩流变仪
计算机
开 关
手动 面板
紧急制 动开关
驱动及 扭矩传 感器
转矩流变仪示意图
压杆 加料口 密炼室
漏斗
密炼机
ห้องสมุดไป่ตู้
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（ 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。
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。
1.旋转流变仪
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。
流变曲线提供材料的结构、工艺模拟、加工性能及其产品 性能方面的信息。单一的流变曲线只能提供某些特定的信 息，但多种流变曲线就可能提供较为完整的信息。
流变曲线的理解应该与具体的材料相结合
流变曲线是实验曲线，只有在深入了解被测材料性质的 情况下，才能更好的理解流变曲线、应用流变曲线、解决 具体的有关材料的结构、性能、工艺配方、加工等方面的 问题。