流變儀
A、控制應力型: 使用最多,如德國哈克(Haake) RS系列、美國TA的AR系列、英國Malven、奧地利Anton-Paar的MCR系列,都是這一類型的流變儀。前三家的產品馬達采用托杯馬達,托杯馬達屬于異步交流馬達,慣量小,特別適合于低粘度的樣品測試;Anton-Paar的MCR流變儀和美國TA公司的ARES采用永磁體直流馬達,但從原理上響應速度快,是應力型流變儀的一種發(fā)展方向。這一類型的流變儀,采用馬達帶動夾具給樣品施加應力,同時用光學解碼器測量產生的應變或轉速,并在大扭矩測量方面不會產生大量的熱,不會產生信號漂移。
控制應力的流變儀由于有較大的操作空間,可以連接更多的功能附件。
B、控制應變型:只有美國TA的ARES屬于單純的控制應變型流變儀,這種流變儀直流馬達安裝在底部,通過夾具給樣品施加應變,樣品上部通過夾具連接倒扭矩傳感器上,測量產生的應力;這種流變儀只能做單純的控制應變實驗,原因是扭矩傳感器在測量扭矩時產生形變,需要一個再平衡的時間,因此反應時間就比較慢,這樣就無法通過回饋循環(huán)來控制應力。但奧地利Anton-Paar的MCRxx2系列流變儀采用DSO控制,保證應變波形不受影響。
控制應變的流變儀由于硬件復雜,只有幾種功能附件可供選擇。
毛細管流變儀
毛細管流變儀主要用于高聚物材料熔體流變性能的測試;工作原理是,物料在電加熱的料桶里被加熱熔融,料桶的下部安裝有一定規(guī)格的毛細管口模(有不同直徑 0.25~2mm和不同長度的0.25~40mm),溫度穩(wěn)定后,料桶上部的料桿在驅動馬達的帶動下以一定的速度或以一定規(guī)律變化的速度把物料從毛細管口模種擠出來。在擠出的過程中,可以測量出毛細管口模入口出的壓力,在結合已知的速度參數、口模和料桶參數、以及流變學模型,從而計算出在不同剪切速率下熔體的剪切粘度。
轉矩流變儀
實際上是在實驗型擠出機的基礎上,配合毛細管、密煉室、單雙螺桿、吹膜等不同模塊,模擬高聚物材料在加工過程中的一些參數,這種設備相當于聚合物加工的小型實驗設備,與材料的實際加工過程更為接近,主要用于與實際生產接近的研究領域。
界面流變儀
這種流變儀有振蕩液滴、振蕩剪切等幾種原理;是流變測試中最難以準確實現的一個領域;還沒有一種特別好而又通用的方法。
錐板式為精密流變儀,可測多種材料函數,適用于較高黏度的高分子溶液和熔體。
平行板式為錐板式的附件,作為補充適于較黏高分子溶液熔體和多相體系。
同軸圓筒式為便易黏度計,適合低黏、低彈性流體。
毛細管式適合于寬范圍表觀黏度測定(尤其適于高速、高黏流體),剪切速率及流動時的流線,幾何形狀與擠出注模時的實際條件相似�？删_測量材料的黏度、彈性和流變特性。
測定高聚物剪切黏度和流動性的儀器有以下幾類:落球型、轉動型(包括各種改良型門尼黏度儀),振蕩型(扭轉振動流變儀和圓盤振蕩流變儀)、混煉機型[布拉本德(Brabender)塑性計]和毛細管擠出型(毛細管流變儀和加工性能測定儀)等。上述各種測試儀器和測定方法各有其優(yōu)缺點和適用范圍,可互相補充。
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