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毛细管流变仪原理

2014-03-11

           HMLB-400 毛细管流变仪工作原理 

 

一、毛细管流变仪用途

     流变性能的仪器一般称为流变仪,有时又叫粘度计。在测定和研究塑料熔体流变性的各种仪器中,毛细管流变仪是一种常用的较为合适的试验仪器,它具有多种功能和宽广范围的剪切速率容量。毛细管流变仪即可以测定塑料熔体在毛细管中的剪切应力和剪切速率的关系,又可以根据挤出物的直径和外观或在恒定应力下通过改变毛细管的长径比来研究熔体的弹性和不稳定流动(包括熔体破裂)现象。从而测其加工行为,作为选择复合物配方、寻求zui佳成型工艺条件和控制产品质量的依据;或者为辅助成型模具和塑料机械设计提供基本数据。

 毛细管流变仪可以测定高聚物的软化点、熔点、流动点、粘度粘流活化能,热固性材料的固化温度等性能指标。这些数据对研究高聚物流变性能有重要的作用。

     如果要寻找一台精密的熔融指数仪,那么可以考虑使用毛细管流变仪。一般的熔融指数仪测量的只是剪切速率/黏度曲线上的一点,只能对材料的流动性或平均分子量进行的评估,而毛细管流变仪可以测定材料黏度随温度及压力的变化。试验时,温度恒定,活塞以几种不同的速率移动,这样就能知道黏度与剪切速率和剪切力之间的关系,

   二、试验原理

       毛细管流变仪测试的基本原理是:设定一个无限长的圆形毛细管中,塑料熔体在管中的流动为一种不可压缩的粘性流体的稳定层流流动;由于流体具有粘性,它必然受到来自管壁与流体方向相反的作用力。通过粘滞阻力应与推动力相平衡等流体力学过程原理的推导,可得到管壁处的剪切应力和剪切速率与压力、熔体流速的关系如下:

材料流经毛细管时的剪切应力为: 

               τ=R·⊿P/2L                                     (1)

其中  R—毛细管的内半径,这里   R=0.635 mm          

          ⊿P—材料流经毛细管的压力差kg/cm2          

          L—毛细管的长度,例如选择长径比为30:1的毛细管,L=38.1mm

剪切速率为:  =4Q/πR3                      (2)

其中 Q—挤出流量cm3/s

由此,在温度和毛细管长径比(L/2R)一定的条件下,测定不同的压力下塑料熔体通过毛细管的流动速率Q,由流动速率和毛细管两端的压力差⊿P,可计算出相应的剪切应力和剪切速率,将一组对应的τ和 在对数座标纸上绘制流动曲线,即可求得非牛顿指数(n)和熔体的表观粘度(ηa);改变温度或改变毛细管长径比,则可得到代表粘度对温度依赖性的粘流活化能;以及离模膨胀比等表征流变特性的物理参数。

三、实验原料

热塑性塑料如PE、PP、PS及其复合物粉料、粒料、条状薄片或模压块料等;实验前应根据材料类别和性质作相应处理,如干燥等。

    当塑料熔体通过毛细管口模时,由安装在毛细管口模处的压力传感器和热电偶测试出熔体的压力和温度,微机记录下熔体压力和温度数值。

四、数据处理   

1、启动操作应用软件。

2、输入实验报告信息。

3、添加数据文件及输入实验参数,进行试验操作。

4、筛选数据。查看筛选的数据,检查数据的有效性和合理性。

5、显示曲线,显示数据。

6、试验结束,打印保存数据及曲线。

7、关闭系统。 

关闭>>

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