HZJ-300型转矩流变仪（分体积木式）

一、 概述

1.1产品特点

橡塑材料在加工成型的过程中，几乎都要涉及其流动性。例如，在挤出、注模、吹膜、压延等工艺中，材料的流动行为都是十分重要的。材料的流动性不但影响加工行为，还会影响最终产品的力学性能。例如，分子取向对模塑产品，薄膜和纤维的力学性能都有很大影响。而分子取向的类型和程度主要是由加工过程中流动场的特点和材料的流动行为所决定。

转矩流变仪是研究聚合物材料的流动与变形、塑化、热剪切稳定性、动态流变性能和塑化行为并将结果用扭矩--时间和扭矩--温度等用图表形式表示出来的理想设备，可广泛地应用于科研和生产，是进行科学研究以及指导生产的重要仪器。与研究材料流动性的一般性仪器——粘度计相比，该流变仪提供了更接近于实际加工的动态测量方法，可以在类似实际加工的情况下，连续、准确可靠地对材料的流变性能进行测定，如多组份物料的混合、热固性树脂的交联固化、弹性体的硫化，材料的动态稳定性以及螺杆转速对体系加工性能的影响等。

转矩流变仪基本原理：

转矩流变仪系统是一种多功能流变学测试系统，基本原理是被测试样品抵抗混合的阻力与样品粘度成正比，转矩流变仪通过作用在转子或螺杆上的反作用扭矩测得这种阻力。转矩流变仪可用于确定多种材料和合成物的加工特征及流动行为。例如，确定并分析流动特性，控制原料及制品的质量，在与加工条件相关环境下进行实验室测试时，能模拟实际的加工工艺，能精确地控制温度，灵活地控制速度，并能对流变性能作出评价，而且试验结果具有重复性。

流变性解析：

流变性是高分子材料在应力作用下产生的弹性、 塑性和粘性形变的行为，它与各种因素的关系是高分子材料成型加工中最基本的工艺参数，对原料的选择和使用、成型优工艺条件的确定、成型设备和模具的设计及提高制品的质量都有重要的作用。在高分子材料流变性能的研究中，粘度是描述高分子材料熔体流动行为最重要的量度。对绝大多数高分子材料而言，其熔体的流动行为都呈现假塑性.可以定义为：η= Vu,式中，η(Pa·s)为表观粘度，它不仅与高分子材料本身的分子结构有关，还与加工温度和剪切速率等有关；l(Pa)  为 剪 切 应 力 ；v(1/s)为 剪 切 速 率 。

当前高分子材料正向功能化和专用化方向发展， 而以快捷的方法和最少的样品解决加工性能问题是新材料开发的关键。为了开发高分子材料新配方，确定优化的加工特性，从而使最终产品具有优化特性，需要对原料进行流变特性测试。采用流变仪对材料进行流变特性的测定，转矩流变仪是一种通过模拟实际生产工艺进行试验的测试方法，具有快速高效和准确可靠的优点，已被广大研究人员使用。转矩流变仪作为一种国际通用的测试仪器，其应用领域不断扩大。

1.2适用范围

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、流动和塑化行为，其大特点是能在类似实际加工过程中连续准确可靠地对体系的流变性能进行测定，还可以完成热固性材料的固化特性测试。

1.3应用领域

1、UPVC加工性能研究及材料开发

2、热塑性材料的开发及加工性能研究

3、交联、热固性树脂固化性能研究

4、教学科研应用

二、 结构特征与工作原理

1、系统组成

计算机控制转矩流变仪由密炼转矩流变仪、挤出式毛细管流变仪、毛细管测试模头、数据采集测量系统、电子计算机、操作软件等部分组成。

密炼转矩流变仪：

密炼转矩流变仪主要由进口伺服电机、高精度动态扭矩传感器、齿轮箱、密炼腔、温度模块、测量模块、计算机、测控软件等部分组成，其原理见图2所示：

密闭式混合器相当于一个小型的密炼机，由一个 “∞"字型的可拆卸混合室和一对以不同转速、相向旋转的转子组成。在混合室内，转子相向旋转，对物料施加剪切，使物料在混合室内被强制混合；两个转子的速度不同，在其间隙中发生分散性混合。                                                                

转矩流变仪系统配置中，其核心部分是混合系统，它可模拟各种广泛应用的工艺混合器，具有在设备控制与产品开发过程中的灵活性及经济性，可对不同材料在不同用途中的不同混合工艺进行模拟，通过更换不同的转子可使物料获得充分的混合、佳的分散及 一 致的熔化，从而获得理想的混合质量。转矩流变仪混合系统，通过精确的转矩测量、 记录及对数据的分析，可以获得与物料加工性能相关的特性信息，对预计材料的加工时间、工艺条件，以及对特殊需要的基本材料及添加剂的选择都是十分重要的 。

使用混合装置可模拟生产过程和测试流动性能，能进行小批量生产，同时能记录扭矩和物料温度。可进行的典型实验有，在不同的加工参数下确定流变特性，测试颜料等添加剂对粘度的影响等。流变图表征特定物料的扭矩和温度曲线，可描述物料的加工性能和过程状态，如用表格形式进行分析低粘度、焦化时间、焦化温度、比能等，总转矩-时间曲线揭示达到低粘度时所需的能量。混合器都具有三段混合腔室， 三个独立的加热区，即混合器后机架，中心段和前板， 由电加热、空气冷却、控温电热偶等精确控温，即使在高摩擦热下也能保持精确的温度条件。配有适合于不同的剪切范围、不同用途或测试材料的转子，如混合器所配的Roller转子适合于所有的通常形状的物料，如粉状料、粒状料、片状料和条状料。可移动式加料溜糟不会被加热， 可避免物料粘到加料溜糟上。