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转矩流变仪的实验条件指什么?

发布时间:2021-08-24      点击次数:539

  转矩流变仪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,提供了更接近于实际加工的动态测量方法,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。用于测定塑料及高分子材料的剪切速率和在一定温度条件下,测定剪切应力作用下熔体的流动性,包括热塑性塑料的表观粘度和热固性材料表观粘度。
  塑料的塑化性能一般可用本仪器进行测定,通过塑化性能的测定可了解塑料塑化性能与成型加工性的关系,并可根据其塑化性能拟定成型加工工艺。测试原理如下:
  塑料的成型过程,如塑料的压制、压延、挤出、注射等工艺,都是利用其熔体的塑化特性进行的。熔体受力作用,不但表现为流动和变形,而且这种流动和变形行为强烈地依赖于材料的结构和外界条件,塑料的这种性质成为流变行为(即流变性)。测量时,测试物料放入混合装置中,动力系统对混合装置外部进行加热并驱使混合装置的混合元件(螺杆、转子)转动,计算机按照测试条件给予给定值,保证仪器在实验操控条件下工作。物料受混合元件的的混炼、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。计算机再将物料的时间、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。
  转矩流变仪的实验条件一般包括加料量、温度、转速和时间:
  1、加料量:实验开始时将物料自混合器上部的加料口加入混合室,受到上顶栓对物料施加的压力,并且通过转子外表面与混合室壁间的剪切、搅拌、挤压,转子之间的捏合、撕拉,转子轴向间的翻捣、捏炼等作用,以连续变化的速度梯度和转子对物料产生的轴向力的形式,实现物料的混炼、塑化。显然混合室内的物料量不足,转子难于充分接触物料,达不到混炼塑化的较佳效果。反之,加入的物料过量,部分物料集中于加料口,不能进入混合室混炼塑化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,中断实验。若实验过程中,去除上顶栓对物料的施压作用,仪器转矩值变化不突出时,说明加料量基本合适。加料量应由混合室空腔容容积、转子容积、物料(固体或熔体)的密度以及相应的加料系数来计算确定。此外,为了保证测量的准确性和重现性,原料的粒度和材质也应均匀。
  2、时间:混炼时间应根据高分子材料的耐热性、实验观察凝胶出现的时间,区域等因素确定。一般来说,在测试材料的加工流动性时,实验时间设定为5min内即可。
  3、温度与转速:混合器加热温度一般取物料的熔融温度或成型温度,如果选择的温度过低,出现超额的阻力转矩,会造成安全装置发生作用,使仪器停止运转。而温度过高时,高聚物的链段活动能力增加,体积膨胀,分子间相互作用减小,流动性增大,黏度随温度提高而降低。物料在混炼塑化过程中的微小变化不易显示出来,由此影响转矩流变仪测试的准确性。对于PS、PVC、PC等高聚物,因为黏流活化能很大,熔体黏度对温度十分敏感,增高温度可以大大降低熔体的黏度,应注意温度的控制与调节,使测试结果准确可靠。

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