篇一 :转矩流变仪实验

实验一 转矩流变仪实验

1. 实验重点和难点

1.1 了解转矩流变仪的基本结构及其适应范围;

1.2 熟悉转矩流变仪的工作 原理及其使用方法;

1.3 掌握聚氯乙烯(PVC)热稳定性的测试方法。

2. 实验原理

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。

转矩数据与材料的粘度直接有关,但它不是绝对数据。绝对粘度只有在稳定的剪切速率下才能测得,在加工状态下材料是非牛顿流体,流动是非常复杂的湍流,有径向的流动也有轴向的流动,因此不可能将扭矩数据与绝对粘度对应起来。但这种相对数据能提供聚合物材料的有关加工性能的重要信息,这种信息是绝对法的流变仪得不到的。因此,实际上相对和绝对法的流变仪是互相协同的。从转矩流变仪可以得到在设定温度和转速(平均剪切速率)下扭矩随时间变化的曲线,这种曲线常称为“扭矩谱”,除此之外,还可同时得到温度曲线、压力曲线等信息。在不同温度和不同转速下进行测定,可以了解加工性能与温度、剪切速度的关系。转矩流变仪在共混物性能研究方面应用最为广泛。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。

图1为一般物料的转矩流变曲线,但有些样品没有AB段。

各段意义分别如下。

OA:在给定温度和转速下,物料开始粘连,转矩上升到A点。

AB:受转矩旋转作用,物料很快被压实(赶气),转矩下降到B点(有的样品没有AB段)。

BC:物料在热和剪切力的作用下开始塑化(软化或熔融),物料即由粘连转向塑化,转矩上升C点。

CD:物料在混合器中塑化,逐渐均匀。达到平衡,转矩下降到D。

DE:维持恒定转矩,物料平衡阶段(至少在90s以上)。

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篇二 :cmt流变实验报告

流变性能实验

一、实验目的

1.了解测定聚合物流变性能的原理;

2.掌握测定流变性能的方法。

二、实验原理

高分子材料所具有的优越性能,使其在许多领域都得到了广泛的应用。绝大多数高分子材料的加工成型都要经过流动和变形过程。由于高分子本身所具有的特点,其流变行为要比小分子复杂得多,不仅取决于温度,压力,海域剪切速率,摩尔质量,分子结构和各种添加剂的浓度有关,此外还表现弹性,法向力和明显的拉伸粘度。

流变仪(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。 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。

聚合物流变行为的多样性和多元性、聚合物形态对温度和时间的依赖性,是两个表现特性。聚合物分子结构构象的复杂性是这些特性表现的根本原因。

测定高分子材料流变行为的仪器称为流变仪。有些仪器只能简单的测定粘度等参数,故又称粘度计。高聚物流体粘度的测定常使用旋转式粘度仪进行。其原理是通过测量仪没入液体中转子的旋转扭矩来得出粘度的数据。转子通过降准弹簧由动力驱动系统来转动;弹簧的扰度通过指针和刻度盘来确定。该仪器的最主要的部件就是校准弹簧,一段与中央轴相连,另一端与表盘相连,表盘通过传递方式有动力同驱动,反过来通过校准弹簧来驱动中扬轴。指针域中央周洋连,产生旋转角度,对应一定的刻度。

对既定的粘度粘性阻力火抗流动的性质,它与转子的转速成一定比率,而且与转子的大小及形状有关,阻力会随着转子的尺寸或转速提高而提高。对于给径大小的转子和速度,黏度会随着弹簧的挠度升高而升高。同一转子在不同转速下主要用于测量和检测液体的流变性质。

三、实验步骤

开机过程:

1.确保主机和空气压缩机、循环冷却水连接无误;

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篇三 :流变仪法测定塑料的流变性能实验指导

实验二 流变仪法测定塑料熔体的流变性能

一、 实验目的

1.了解转矩流变仪的结构与测定聚合物流变性能的原理。

2.熟悉并掌握在转矩流变仪上测定剪切应力、剪切速率、粘度的方法。

二、实验原理

毛细管流变仪是研究聚合物流变性能最常用的仪器之一,具有较宽广的剪切速率范围。毛细管流变仪还具有多种功能,既可以测定聚合物熔体的剪切应力和剪切速率的关系,又可根据毛细管挤出物的直径和外观及在恒应力下通过改变毛细管的长径比来研究聚合物熔体的弹性和不稳定流动现象。这些研究为选择聚合物及进行配方设计,预测聚合物加工行为,确定聚合物加工的最佳工艺条件(温度、压力和时间等),设计成型加工设备和模具提供基本数据。

聚合物的流变行为一般属于非牛顿流体,即聚合物熔体的剪切应力与剪切速率之间呈非线性关系。用毛细管流变仪测试聚合物流变性能的基本原理是:在一个无限长的圆形毛细管中,聚合物熔体在管中的流动是一种不可压缩的粘性流体的稳定层流流动,毛细管两端分压力差为 ΔP,由于流体具有粘性,它必然受到自管体与流动方向相反的作用力,根据粘滞阻力与推动力相平衡等流体力学原理进行推导,可得到毛细管管壁处的剪切应力 τ 和剪切速率γ&与压力、熔体流率的关系。τ =RΔP/2L γ=4Q/πR3 ηa =πR4ΔP/8QL 式中 R-毛细管半径,cm;L-毛细管长度,cm;

ΔP-毛细管两端的压差,Pa;Q-熔体流率,cm3/s;

ηa-熔体表观粘度,Pa·s。

在温度和毛细管长径比L/D一定的条件下,测定不同压力ΔP下聚合物熔体通过毛细管的流动速率Q,可计算出相应的τ和γ&,将对应的τ和γ在双对数坐标上绘制τ-γ流动曲线图,即可求得非牛顿指数n和熔体表观粘度ηa。改变温度和毛细管长径比,可得到代表粘度对温度依赖性的粘流活化能Eη以及离模膨胀比B等表征流变特性的物理参数。

大多数聚合物熔体是属非牛顿流体,在管中流动时具有弹性效应、壁面滑移等特性,且毛细管的长度也是有限的,因此按以上推导测得的结果与毛细管的真实剪切应力和剪切速率有一定的偏差,必要时应进行非牛顿改正和入口改正。

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篇四 :实验报告

高分子材料实验技术实验报告

实验地点:国家复合改性聚合物材料工程

                技术研究中心

    院:  材料与冶金学院  

    业:       材料学     

    级:       2014    

    号:     2014021893   

学生姓名:        袁霞      

指导教师:        何敏      

    绩:                  

20##年 9 月 14日

目  录

一、实验教学目的与基本要求........................................................................................................................ 3

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篇五 :转矩-流变仪数据的流变学解释

转矩-流变仪数据的流变学解释

Brabender 转矩-流变仪已广泛用于测量塑料的坚固性和加工性能很多年了。最近的应用包括Russell所作的剪切速率对聚丙烯稳定性的影响的测量和DeCoste所作的聚氯乙稀加工性能的研究。这个仪器的用户面对的问题之一是解释它提供的数据。可以定性的指示熔融粘度,粘度-温度的依赖性,降解和交联。但是这些目前还没有转换成绝对的流变学单位。例如,制造商声称仪器可测量热塑性材料在典型加工条件下的粘度行为,然而有效的剪切速率范围目前还没有明确的定义。

这篇文章的目的是提供一个将转矩-温度数据转换成流变学基础单位的大致的方法。包括一个绘制转矩-流变仪数据图的新方法,这使得流变学的解释变得可能。它扩展了从转矩-流变仪测试得到的信息的数量,增加了仪器的多功能性。

大量的假定和经验的关系可以在这篇文章中看到。但是,这样处理数据衍生了许多    ,和毛细管流变仪数据的相关使这一方法有效。

    仪器详情和程序

    这些测试采用Brabender 塑胶-磁带回线自动记录器转矩-流变仪,见图1,装备了一个转子型测量头,包括一个内部连接的,数字8型的膛,∑粒子的,反方向旋转的刀片在里面转动。测试的样品限制在膛里,在刀片和膛壁间移动。头部的分解图示于图2。将要测试的聚合物填充在头部的混合腔里,旋转刀片要求的转矩从测力计机架传送到比例尺,再通过控制杆系统重新命令。聚合物的温度由混合腔底部的热电偶测得。注入惰性气体来使讲解最小化。将足够的聚合物加入混合腔来使融化后完全填满它。这个范围对于聚乙烯来说从42到44克,对于聚苯乙烯可达到50克。

    材料

    聚丁烯单体 聚丁烯 No.128, Chevron Chemical Company.数均分子量=2700。

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篇六 :转矩流变仪操作流程

转矩流变仪操作流程

1.            开实验室总电源;

2.            开转矩流变仪电源并检查流变仪上红色急停按钮是否打开,启动计算机,插入加密狗;

3.            双击桌面软件rehometer, 进入流变仪操作界面,此时界面显示“设备己连接”绿灯闪亮

4.            查看“加热装置”栏显示的是否为流变仪所用装置。若否,可单击“参数控制”按钮,在弹出的“控制参数设定”对话框中查看“系统选择”栏,选择所用装置,LH60混合器装置或LSJ-20塑料挤出装置,单击“确认”退出;

5.            设定加热段各区温度:分别单击第1、2、3、4、5、6区“设定值”按钮,再点击“开始加热”按钮,此时流变仪开始加热;界面显示一区加热中.二区加热中.三区加热中.四区加热中.五区加热中.六区加热中。

6.            分别单击按钮“量程设置”(坐标量程)和“曲线设置”;

7.            单击“设定转速“,输入所需转速;

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篇七 :上海科创转矩流变仪操作流程

1.             开实验室总电源;

2.             开转矩流变仪电源等30秒后再启动计算机打开矩流变软件;

3.             双击电脑桌面软件, 进入流变仪操作界面,此时界面显示“设备己连接”绿灯闪亮

4.             查看控制显示面上的“红字”栏显示的是否为流变仪所用装置。若否,可单击“”按钮,在弹出的对话框中查看“装置选择”栏,选择所用装置,单击“确认”退出;

5.             设定加热段各区温度:分别单击第1、2、3、4、5、6、7、8区“设定值”按钮,再点击“”按钮,此时流变仪开始加热;界面显示一区加热中.二区加热中.三区加热中.四区加热中.五区加热中.六区加热中.七区加热中.八区加热中。

6.             分别单击按钮“”和“”;设定界面Y和X值的大小。

7.             单击“”,输入所需转速;

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篇八 :转矩流变仪安全操作规程

转矩流变仪安全操作规程

一、开机步骤

1.根据实验类型或实验目的选择安装实验平台(混炼器或挤出机)。连接热传感器及加热电源接口。

2.合上总电源开启电脑,运行流变仪控制平台软件,选择正确实验平台。

3.选中或取消相应的测量及控制。混炼器平台需选中T1、T2、T3、Tm、Tq 及 Sp并取消T4 P;毛细管模具的挤出机而言,需选中全部8个选项。

4.点击“启动通讯”按钮启动通讯,设定实验温度及输出转速。对于混炼器平台,3个区的正确温度设置应该是一致的。对于挤出机平台,4个区的温度设置应由低到高,各区之间的温度差应尽量限制在30℃以下,否则流变仪可能很难将温度控制平稳。

5.设定值后,点击“启动加热”按钮使流变仪开始加热。

6.当流变仪加热到设定温度并平稳后,点击“启动电机”按钮启动电机。

7.当流变仪温度达到设定值并已经平稳10min后,电机输出转速也已经达到设定值且平稳,此时可以开始进行实验操作。

二、停机步骤

1. 流变仪关机步骤应依次停止电机、加热、通讯、控制程序、流变仪电源 、计算机。

2.试验完成后,做好清理工作。混炼器在电机停止的情况下拆卸并清除腔内材料。对某些可能对挤出机腔内产生腐蚀作用的材料,实验完成后使用纯树脂进行清洗。

三、注意事项

1.安装实验平台时,应注意热传感器及加热电源接口的连接顺序,错误的连接顺序将导致无法正确地进行温度控制。

2.混炼器或挤出机某一区温度比设定温度低10℃以上时,设备中的残余料可能并未完全融化,此时转动电机可能会损坏设备。必须使温度和电机输出转速达到设定值并已经平稳,才可以开始进行实验操作。

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