HZJ-300型轉(zhuǎn)矩流變儀（分體積木式）

一、 概述

1.1產(chǎn)品特點

橡塑材料在加工成型的過程中，幾乎都要涉及其流動性。例如，在擠出、注模、吹膜、壓延等工藝中，材料的流動行為都是十分重要的。材料的流動性不但影響加工行為，還會影響最終產(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程中流動場的特點和材料的流動行為所決定。

轉(zhuǎn)矩流變儀是研究聚合物材料的流動與變形、塑化、熱剪切穩(wěn)定性、動態(tài)流變性能和塑化行為并將結(jié)果用扭矩--時間和扭矩--溫度等用圖表形式表示出來的理想設(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。與研究材料流動性的一般性儀器——粘度計相比，該流變儀提供了更接近于實際加工的動態(tài)測量方法，可以在類似實際加工的情況下，連續(xù)、準(zhǔn)確可靠地對材料的流變性能進(jìn)行測定，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，材料的動態(tài)穩(wěn)定性以及螺桿轉(zhuǎn)速對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)測試系統(tǒng)，基本原理是被測試樣品抵抗混合的阻力與樣品粘度成正比，轉(zhuǎn)矩流變儀通過作用在轉(zhuǎn)子或螺桿上的反作用扭矩測得這種阻力。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行為。例如，確定并分析流動特性，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)行實驗室測試時，能模擬實際的加工工藝，能精確地控制溫度，靈活地控制速度，并能對流變性能作出評價，而且試驗結(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行為最重要的量度。對絕大多數(shù)高分子材料而言，其熔體的流動行為都呈現(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，需要對原料進(jìn)行流變特性測試。采用流變儀對材料進(jìn)行流變特性的測定，轉(zhuǎn)矩流變儀是一種通過模擬實際生產(chǎn)工藝進(jìn)行試驗的測試方法，具有快速高效和準(zhǔn)確可靠的優(yōu)點，已被廣大研究人員使用。轉(zhuǎn)矩流變儀作為一種國際通用的測試儀器，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。

1.2適用范圍

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

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

計算機控制轉(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)管測試模頭、數(shù)據(jù)采集測量系統(tǒng)、電子計算機、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、高精度動態(tài)扭矩傳感器、齒輪箱、密煉腔、溫度模塊、測量模塊、計算機、測控軟件等部分組成，其原理見圖2所示：

密閉式混合器相當(dāng)于一個小型的密煉機，由一個 “∞"字型的可拆卸混合室和一對以不同轉(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)，對物料施加剪切，使物料在混合室內(nèi)被強制混合；兩個轉(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)過程中的靈活性及經(jīng)濟(jì)性，可對不同材料在不同用途中的不同混合工藝進(jìn)行模擬，通過更換不同的轉(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)，通過精確的轉(zhuǎn)矩測量、 記錄及對數(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，對預(yù)計材料的加工時間、工藝條件，以及對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)過程和測試流動性能，能進(jìn)行小批量生產(chǎn)，同時能記錄扭矩和物料溫度。可進(jìn)行的典型實驗有，在不同的加工參數(shù)下確定流變特性，測試顏料等添加劑對粘度的影響等。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程狀態(tài)，如用表格形式進(jìn)行分析低粘度、焦化時間、焦化溫度、比能等，總轉(zhuǎn)矩-時間曲線揭示達(dá)到低粘度時所需的能量?；旌掀鞫季哂腥位旌锨皇?， 三個獨立的加熱區(qū)，即混合器后機架，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。可移動式加料溜糟不會被加熱， 可避免物料粘到加料溜糟上。