HZJ-300型轉(zhuǎn)矩流變儀（分體積木式）

一、 概述

1.1產(chǎn)品特點(diǎn)

橡塑材料在加工成型的過(guò)程中，幾乎都要涉及其流動(dòng)性。例如，在擠出、注模、吹膜、壓延等工藝中，材料的流動(dòng)行為都是十分重要的。材料的流動(dòng)性不但影響加工行為，還會(huì)影響最終產(chǎn)品的力學(xué)性能。例如，分子取向?qū)δＫ墚a(chǎn)品，薄膜和纖維的力學(xué)性能都有很大影響。而分子取向的類型和程度主要是由加工過(guò)程中流動(dòng)場(chǎng)的特點(diǎn)和材料的流動(dòng)行為所決定。

轉(zhuǎn)矩流變儀是研究聚合物材料的流動(dòng)與變形、塑化、熱剪切穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)流變性能和塑化行為并將結(jié)果用扭矩--時(shí)間和扭矩--溫度等用圖表形式表示出來(lái)的理想設(shè)備，可廣泛地應(yīng)用于科研和生產(chǎn)，是進(jìn)行科學(xué)研究以及指導(dǎo)生產(chǎn)的重要儀器。與研究材料流動(dòng)性的一般性儀器——粘度計(jì)相比，該流變儀提供了更接近于實(shí)際加工的動(dòng)態(tài)測(cè)量方法，可以在類似實(shí)際加工的情況下，連續(xù)、準(zhǔn)確可靠地對(duì)材料的流變性能進(jìn)行測(cè)定，如多組份物料的混合、熱固性樹脂的交聯(lián)固化、彈性體的硫化，材料的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性以及螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)體系加工性能的影響等。

轉(zhuǎn)矩流變儀基本原理：

轉(zhuǎn)矩流變儀系統(tǒng)是一種多功能流變學(xué)測(cè)試系統(tǒng)，基本原理是被測(cè)試樣品抵抗混合的阻力與樣品粘度成正比，轉(zhuǎn)矩流變儀通過(guò)作用在轉(zhuǎn)子或螺桿上的反作用扭矩測(cè)得這種阻力。轉(zhuǎn)矩流變儀可用于確定多種材料和合成物的加工特征及流動(dòng)行為。例如，確定并分析流動(dòng)特性，控制原料及制品的質(zhì)量，在與加工條件相關(guān)環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試時(shí)，能模擬實(shí)際的加工工藝，能精確地控制溫度，靈活地控制速度，并能對(duì)流變性能作出評(píng)價(jià)，而且試驗(yàn)結(jié)果具有重復(fù)性。

流變性解析：

流變性是高分子材料在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的彈性、 塑性和粘性形變的行為，它與各種因素的關(guān)系是高分子材料成型加工中最基本的工藝參數(shù)，對(duì)原料的選擇和使用、成型優(yōu)工藝條件的確定、成型設(shè)備和模具的設(shè)計(jì)及提高制品的質(zhì)量都有重要的作用。在高分子材料流變性能的研究中，粘度是描述高分子材料熔體流動(dòng)行為最重要的量度。對(duì)絕大多數(shù)高分子材料而言，其熔體的流動(dòng)行為都呈現(xiàn)假塑性.可以定義為：η= Vu,式中，η(Pa·s)為表觀粘度，它不僅與高分子材料本身的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與加工溫度和剪切速率等有關(guān)；l(Pa)  為 剪 切 應(yīng) 力 ；v(1/s)為 剪 切 速 率 。

當(dāng)前高分子材料正向功能化和專用化方向發(fā)展， 而以快捷的方法和最少的樣品解決加工性能問(wèn)題是新材料開發(fā)的關(guān)鍵。為了開發(fā)高分子材料新配方，確定優(yōu)化的加工特性，從而使最終產(chǎn)品具有優(yōu)化特性，需要對(duì)原料進(jìn)行流變特性測(cè)試。采用流變儀對(duì)材料進(jìn)行流變特性的測(cè)定，轉(zhuǎn)矩流變儀是一種通過(guò)模擬實(shí)際生產(chǎn)工藝進(jìn)行試驗(yàn)的測(cè)試方法，具有快速高效和準(zhǔn)確可靠的優(yōu)點(diǎn)，已被廣大研究人員使用。轉(zhuǎn)矩流變儀作為一種國(guó)際通用的測(cè)試儀器，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

1.2適用范圍

轉(zhuǎn)矩流變儀可以用來(lái)研究熱塑性材料的熱穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性、流動(dòng)和塑化行為，其大特點(diǎn)是能在類似實(shí)際加工過(guò)程中連續(xù)準(zhǔn)確可靠地對(duì)體系的流變性能進(jìn)行測(cè)定，還可以完成熱固性材料的固化特性測(cè)試。

1.3應(yīng)用領(lǐng)域

1、UPVC加工性能研究及材料開發(fā)

2、熱塑性材料的開發(fā)及加工性能研究

3、交聯(lián)、熱固性樹脂固化性能研究

4、教學(xué)科研應(yīng)用

二、 結(jié)構(gòu)特征與工作原理

1、系統(tǒng)組成

計(jì)算機(jī)控制轉(zhuǎn)矩流變儀由密煉轉(zhuǎn)矩流變儀、擠出式毛細(xì)管流變儀、毛細(xì)管測(cè)試模頭、數(shù)據(jù)采集測(cè)量系統(tǒng)、電子計(jì)算機(jī)、操作軟件等部分組成。

密煉轉(zhuǎn)矩流變儀：

密煉轉(zhuǎn)矩流變儀主要由進(jìn)口伺服電機(jī)、高精度動(dòng)態(tài)扭矩傳感器、齒輪箱、密煉腔、溫度模塊、測(cè)量模塊、計(jì)算機(jī)、測(cè)控軟件等部分組成，其原理見圖2所示：

密閉式混合器相當(dāng)于一個(gè)小型的密煉機(jī)，由一個(gè) “∞"字型的可拆卸混合室和一對(duì)以不同轉(zhuǎn)速、相向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成。在混合室內(nèi)，轉(zhuǎn)子相向旋轉(zhuǎn)，對(duì)物料施加剪切，使物料在混合室內(nèi)被強(qiáng)制混合；兩個(gè)轉(zhuǎn)子的速度不同，在其間隙中發(fā)生分散性混合。                                                                

轉(zhuǎn)矩流變儀系統(tǒng)配置中，其核心部分是混合系統(tǒng)，它可模擬各種廣泛應(yīng)用的工藝混合器，具有在設(shè)備控制與產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的靈活性及經(jīng)濟(jì)性，可對(duì)不同材料在不同用途中的不同混合工藝進(jìn)行模擬，通過(guò)更換不同的轉(zhuǎn)子可使物料獲得充分的混合、佳的分散及 一 致的熔化，從而獲得理想的混合質(zhì)量。轉(zhuǎn)矩流變儀混合系統(tǒng)，通過(guò)精確的轉(zhuǎn)矩測(cè)量、 記錄及對(duì)數(shù)據(jù)的分析，可以獲得與物料加工性能相關(guān)的特性信息，對(duì)預(yù)計(jì)材料的加工時(shí)間、工藝條件，以及對(duì)特殊需要的基本材料及添加劑的選擇都是十分重要的 。

使用混合裝置可模擬生產(chǎn)過(guò)程和測(cè)試流動(dòng)性能，能進(jìn)行小批量生產(chǎn)，同時(shí)能記錄扭矩和物料溫度。可進(jìn)行的典型實(shí)驗(yàn)有，在不同的加工參數(shù)下確定流變特性，測(cè)試顏料等添加劑對(duì)粘度的影響等。流變圖表征特定物料的扭矩和溫度曲線，可描述物料的加工性能和過(guò)程狀態(tài)，如用表格形式進(jìn)行分析低粘度、焦化時(shí)間、焦化溫度、比能等，總轉(zhuǎn)矩-時(shí)間曲線揭示達(dá)到低粘度時(shí)所需的能量。混合器都具有三段混合腔室， 三個(gè)獨(dú)立的加熱區(qū)，即混合器后機(jī)架，中心段和前板， 由電加熱、空氣冷卻、控溫電熱偶等精確控溫，即使在高摩擦熱下也能保持精確的溫度條件。配有適合于不同的剪切范圍、不同用途或測(cè)試材料的轉(zhuǎn)子，如混合器所配的Roller轉(zhuǎn)子適合于所有的通常形狀的物料，如粉狀料、粒狀料、片狀料和條狀料。可移動(dòng)式加料溜糟不會(huì)被加熱， 可避免物料粘到加料溜糟上。