转矩流变仪教学资料

1、 二、测试原理二、测试原理 物料被加到混炼室中，受到两个转子所施加物料被加到混炼室中，受到两个转子所施加 的作用力，使物料在转子与室壁间进行混炼的作用力，使物料在转子与室壁间进行混炼 剪切，物料对转子凸棱施加反作用力，这个剪切，物料对转子凸棱施加反作用力，这个 力由测力传感器测量，在经过机械分级的杠力由测力传感器测量，在经过机械分级的杠 杆力臂转换成转矩值的单位牛顿杆力臂转换成转矩值的单位牛顿. .米（米（ N.m N.m ） 读数。其转矩值的大小反应了物料黏度的大读数。其转矩值的大小反应了物料黏度的大 小。通过热电偶对转子温度的控制，可以得小。通过热电偶对转子温度的控制，可以得 到不同温度下

2、物料的黏度到不同温度下物料的黏度 三、转矩流变仪的基本结构 四、电加热转矩流变仪四、电加热转矩流变仪 是一种组合式是一种组合式 转矩测量仪。转矩测量仪。 除主机外，带除主机外，带 有一种小型密有一种小型密 炼器和小型螺炼器和小型螺 杆挤出机及各杆挤出机及各 种口模。转矩种口模。转矩 流变仪可以用流变仪可以用 来研究热塑性来研究热塑性 材料的热稳定材料的热稳定 性、剪切稳定性、剪切稳定 性、流动和固性、流动和固 化行为。化行为。 电加热 压缩空气冷却 3区加热： 后板 / 中碗 / 前板 温度范围：室温到400 可程序升温 可自由更换转子： - Roller 转子 - Cam转子 - Banbu

3、ry 转子 - Sigma 转子 加料可手动或气动操作 五、密炼机的各种转子五、密炼机的各种转子 密炼机转子及应用 RollerRoller转子转子 用于混合热塑性材料， 如聚烯烃、聚氯乙烯、 工程塑料等 B Banburyanbury转子转子 用于混合弹性体，还可 用于将粉末混合到热塑 料材料中 橡胶行业中应用更为普 遍 密炼机转子及应用密炼机转子及应用 DeltaDelta转子转子 热固性材料的混合和交 联，使用540型锥形密炼 腔 CamCam转子转子 热塑料、较少轴向分布， 陶瓷复合物、食品（粘 稠、高扭矩） SigmaSigma转子转子 食品应用和塑料溶胶 （有扭矩限制） 六、操作步

4、骤与注意事项六、操作步骤与注意事项 （1 1）了解转矩流变仪的工作原理、技术规格和安装、）了解转矩流变仪的工作原理、技术规格和安装、 使用、清理的有关规定。使用、清理的有关规定。 （2 2）称量）称量 按照上面所列配方准确称量，加入试样按照上面所列配方准确称量，加入试样 的质量（的质量（M M）应按照下式计算）应按照下式计算: : W1=(V1-V0) W1=(V1-V0)0 (6-1)0 (6-1) 式中式中W1-W1-加料量加料量 （g g） V1- V1-混合器容量（混合器容量（cm3cm3） V0- V0-转子体积（转子体积（cm3cm3） -原材料的固体体积或熔体密度（原材料的固体体

5、积或熔体密度（g/cm3g/cm3） - -加工系数，按固体或熔体密度计算为加工系数，按固体或熔体密度计算为 0.6550.655、0.800.80。 为便于对试样的测试结果进行比较，每次应称取为便于对试样的测试结果进行比较，每次应称取 相同质量的试样。相同质量的试样。 （3 3）合上总电源开关，打开扭矩流变仪上的）合上总电源开关，打开扭矩流变仪上的 开关，开启计算机；开关，开启计算机； （4 4）根据实验要求设定温度）根据实验要求设定温度 ，当达到实验所设，当达到实验所设 定的温度并稳定定的温度并稳定10min10min后，开始进行实验。先后，开始进行实验。先 对转矩进行校正，并观察转子是否

6、旋转，转子对转矩进行校正，并观察转子是否旋转，转子 不旋转不能进行下面的实验，当转子旋转正常不旋转不能进行下面的实验，当转子旋转正常 时，才可进行下一步实验；时，才可进行下一步实验； （5 5）物料由加料器投入混合室，放下压料杆压）物料由加料器投入混合室，放下压料杆压 实物料，开始记录，到预定实验时间停止记录。实物料，开始记录，到预定实验时间停止记录。 实验时注意仔细观察转矩和熔体温度随时间的实验时注意仔细观察转矩和熔体温度随时间的 变化；变化； （6 6）当实验结束后，加入少量润滑剂，然后拆）当实验结束后，加入少量润滑剂，然后拆 卸清理混合器。卸清理混合器。 操作步骤与注意事项操作步骤与注意

7、事项 材料材料： PVC PVC （硬质）（硬质） 稳定性试验稳定性试验 测试点测试点： L = L = 负载点负载点 V = V = 谷点谷点 （熔融过程起始点熔融过程起始点） F = F = 熔点熔点 （ 熔融过程结束熔融过程结束） S = S = 稳定扭矩稳定扭矩 M = M = 最低点最低点 O = O = 分解发生分解发生 D = D = 分解分解峰值峰值 0 0 3 36 69 91212151518182121242427273030 扭矩扭矩 Nm 运行时间运行时间 minutes 稳定时间稳定时间 D D O O M MS SF FV VL L 七、七、PVC PVC （硬质

8、）（硬质） 稳定性试验稳定性试验 负载点（负载点（L L）： 表示表示密炼机填料完毕并且关闭。密炼机填料完毕并且关闭。 此点仅作为计算的时间依据。此点仅作为计算的时间依据。 扭矩值根据载料类型而定。扭矩值根据载料类型而定。 载料速度和载料强度可人为调载料速度和载料强度可人为调 控。控。 谷点谷点（V V）： 表示表示PVC PVC 干混料开始熔融。干混料开始熔融。 此点对混合物配方至关重要。此点对混合物配方至关重要。 熔熔点（点（F F）： 表示表示PVCPVC熔融完成。熔融完成。 此点对混合物配方至关重要。此点对混合物配方至关重要。 超过此点值后，扭矩由于摩擦超过此点值后，扭矩由于摩擦/ /

9、 热量开始降低。热量开始降低。 稳定扭矩点稳定扭矩点（S S）：）： 表示表示扭矩达到稳定状态。扭矩达到稳定状态。 稳定扭矩根据分解发生点设置稳定扭矩根据分解发生点设置 最低点最低点（M M）：）： 表示表示材料到达最低粘度。材料到达最低粘度。 降解产生降解产生（O O）：）： 材料开始材料开始发生发生分解分解的的时时间间。 此点对处理稳定性至关重要。此点对处理稳定性至关重要。 可设置为扭矩的百分比值可设置为扭矩的百分比值 高于最低扭高于最低扭矩矩。 分解峰值分解峰值（D D）：）： 分解到达最高值时显示。分解到达最高值时显示。 扭矩值重要性不大，仅用于计算分解扭矩值重要性不大，仅用于计算分解

10、 速率。速率。 稳定时间稳定时间： “S”“S”（稳定扭矩）和（稳定扭矩）和“O”O”（分解发（分解发 生点）之间的时间。生点）之间的时间。 此值此值表示表示有关加工混合物的加工时间有关加工混合物的加工时间 和稳定性。和稳定性。 PVC PVC （硬质）（硬质） 稳定性试验稳定性试验 八、影响塑料流变性能测试结果的因素 （1 1） 加料量加料量 混合室内的物料量不足，转子难以接触物料，混合室内的物料量不足，转子难以接触物料， 达不到混炼塑化的最佳效果。反之物料加入达不到混炼塑化的最佳效果。反之物料加入 过多，部分物料集中于加料口不能进入混合室过多，部分物料集中于加料口不能进入混合室 混炼均匀或

11、出现超额的阻力转矩，使仪器安全混炼均匀或出现超额的阻力转矩，使仪器安全 装置发生作用，停止运转。实验过程中，去除装置发生作用，停止运转。实验过程中，去除 上顶栓对物料的施压作用，仪器转矩变化不突上顶栓对物料的施压作用，仪器转矩变化不突 出，说明加料量基本合适。出，说明加料量基本合适。 （2 2）测试温度）测试温度 选择的温度过低会导致超额转矩使安全装置发选择的温度过低会导致超额转矩使安全装置发 生作用，仪器停转。温度过高时，聚合物的链生作用，仪器停转。温度过高时，聚合物的链 段活动能力增加、体积膨胀。分子间作用减小，段活动能力增加、体积膨胀。分子间作用减小， 流动性增大，粘度随温度升高而降低。流动性增大，粘度随温度升高而降低。 （3 3）转速）转速 混炼室中转子转速的确定一般以加工所需要的混炼室中转子转速的确定一般以加工所需要的 条件而定。同时按照物料粘滞阻力的大小、测条件而定。同时按照物料粘滞阻力的大小、测 试温度的高低、仪器灵敏度的大小等条件再进试温度的高低、仪器灵敏度的大小等条件再进 行适当调整。行适当调整。 （4 4）加料速度）加料速度 物料加入混炼室时，应使用斜槽柱塞加料器，物料