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轉矩流變儀的實驗條件指什麼?

發布時間:2021-08-24      點擊次數:365

  轉矩流變儀可以在類似實際加工的情況下,連續、準确可靠地對材料的流變性能進行測定,提供了更接近于實際加工的動态測量方法,如多組份物料的混合、熱固性樹脂的交聯固化、彈性體的硫化,材料的動态穩定性以及螺杆轉速對體系加工性能的影響等。用于測定塑料及高分子材料的剪切速率和在一定溫度條件下,測定剪切應力作用下熔體的流動性,包括熱塑性塑料的表觀粘度和熱固性材料表觀粘度。
  塑料的塑化性能一般可用本儀器進行測定,通過塑化性能的測定可了解塑料塑化性能與成型加工性的關系,并可根據其塑化性能拟定成型加工工藝。測試原理如下:
  塑料的成型過程,如塑料的壓制、壓延、擠出、注射等工藝,都是利用其熔體的塑化特性進行的。熔體受力作用,不但表現為流動和變形,而且這種流動和變形行為強烈地依賴于材料的結構和外界條件,塑料的這種性質成為流變行為(即流變性)。測量時,測試物料放入混合裝置中,動力系統對混合裝置外部進行加熱并驅使混合裝置的混合元件(螺杆、轉子)轉動,計算機按照測試條件給予給定值,保證儀器在實驗操控條件下工作。物料受混合元件的的混煉、剪切作用以及摩擦熱、外部加熱作用,發生一系列的物理、化學變化。在不同的變化狀态下,測試出物料對轉動元件産生的阻力轉矩、物料熱量、壓力等參數。計算機再将物料的時間、轉矩、熔體溫度、熔體壓力、轉速、流速等測量數據進行處理,得出圖、表形式的實驗結果。
  轉矩流變儀的實驗條件一般包括加料量、溫度、轉速和時間:
  1、加料量:實驗開始時将物料自混合器上部的加料口加入混合室,受到上頂栓對物料施加的壓力,并且通過轉子外表面與混合室壁間的剪切、攪拌、擠壓,轉子之間的捏合、撕拉,轉子軸向間的翻搗、捏煉等作用,以連續變化的速度梯度和轉子對物料産生的軸向力的形式,實現物料的混煉、塑化。顯然混合室内的物料量不足,轉子難于充分接觸物料,達不到混煉塑化的較佳效果。反之,加入的物料過量,部分物料集中于加料口,不能進入混合室混煉塑化均勻或出現超額的阻力轉矩,使儀器安全裝置發生作用,停止運轉,中斷實驗。若實驗過程中,去除上頂栓對物料的施壓作用,儀器轉矩值變化不突出時,說明加料量基本合适。加料量應由混合室空腔容容積、轉子容積、物料(固體或熔體)的密度以及相應的加料系數來計算确定。此外,為了保證測量的準确性和重現性,原料的粒度和材質也應均勻。
  2、時間:混煉時間應根據高分子材料的耐熱性、實驗觀察凝膠出現的時間,區域等因素确定。一般來說,在測試材料的加工流動性時,實驗時間設定為5min内即可。
  3、溫度與轉速:混合器加熱溫度一般取物料的熔融溫度或成型溫度,如果選擇的溫度過低,出現超額的阻力轉矩,會造成安全裝置發生作用,使儀器停止運轉。而溫度過高時,高聚物的鍊段活動能力增加,體積膨脹,分子間相互作用減小,流動性增大,黏度随溫度提高而降低。物料在混煉塑化過程中的微小變化不易顯示出來,由此影響轉矩流變儀測試的準确性。對于PS、PVC、PC等高聚物,因為黏流活化能很大,熔體黏度對溫度十分敏感,增高溫度可以大大降低熔體的黏度,應注意溫度的控制與調節,使測試結果準确可靠。

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