(答辩PPT)橡胶PVT测试仪的研究设计.ppt

* * * 橡胶PVT测试仪的研究设计 主要内容 1.绪论：研究背景和已有产品 2. 橡胶PVT关系基本测试方案：直接加压法和间接加压法 3.设计方案的选用： 加压法、试样形状、施力装置、位移传感器、温度传感器、直线导轨 4.关键零部件的校核： 压杆、样品室 5.三维造型的研究设计 6.总结 7.致谢 1 绪论 1.1研究背景 掌握聚合物的PVT数据，有以下应用：能预测聚合物共混性；能预测以自由体积概念为基础的聚合物及组分的使用性能和使用寿命；估计在体积效应伴随反应的情况下聚合物熔体中化学反应的变化发展情况；优化工艺参数，以代替一些通过实验或经验操作误差建立的参数；计算聚合物熔体的表面张力；研究状态方程参数减少同分子结构的相互关系；研究同气体或溶剂相关材料的性质；相变本质的研究。 PVT测试仪在国内只有研究单位试验制造，并没有投入到工业化的生产中。但在国外，如德国SWO公司的PVT-100分析仪、日本Toyoseiki公司的PVT测试仪以及美国Gnomix公司的PVT高压膨胀计等，已有工业化产品。目前，中国科学院长春应用化学研究所有1台SWO公司的产品，是国人在PVT测试领域，一个重要的研究、参考对象。 国内、国外的橡胶材料的来源、配方、混炼、硫化等方面的影响因素不尽相同，故得到的橡胶材料的成分、结构、规格、质量等结果也不尽相同，如果套用国外数据库中的材料参数，最后分析得到的结果一定是不准确的。 1 绪论 1.2国内外已有的聚合物PVT测试产品 德国SWO公司的PVT-100分析仪： 1.2国内外已有的聚合物PVT测试产品 日本东洋精机Toyoseiki公司的聚合物熔体PVT测试仪 ： 柱塞直径 9.55mm 最大压力 150MPa（可选200MPa） 温度范围 最高400℃ 位移测量范围 10-25mm（精度1μm） 电源 AC 100V，1-P，10A，50/60Hz 尺寸和质量 W67cm×D75cm×H105cm，120kg 美国Gnomix公司的PVT高压膨胀计 ： 国内聚合物PVT在线测试设备 ： 2 橡胶PVT关系基本测试方案 测试橡胶PVT参数的方法大体分为两类，分别是直接加压测试法和间接加压测试法。原理如图2-1所示。直接加压测试法，简称直接法，通常是使用柱塞圆筒技术，而间接加压测试法，简称间接法，通常是使用封闭液技术。 图2-1 两种测试方法 Fig.2-1 Two test methods 2.1 直接加压测试法 优势： 原理明确，结构简单，虽然加工精度要求高，但加工的几何形状简单； 不用引入任何非样品物质，以封闭垫起封闭作用，即可以保证系统的气密性，又省去了许多校准步骤； 整个系统由计算机控制，只要在实验前输入正确的实验条件和参数，系统将自动完成对样品的测试工作，操作简便。 劣势： 在测试设备中，实验样品径向面积内存在温度梯度，横截面中，不同位置的温度不尽相同，在设备的加工制造中，所能安装的温度测试装置的位置、数量都是很有限的，所以对温度的测量精度很难满足要求。此外，为了保证设备的气密性，实现可靠的封闭，防止式样外漏，对密封垫的加工精度也有很高的要求。 2.2 间接加压测试法 优势： 引入的液体介质可以起到封闭作用，使设备具有良好的气密性，外部气体不会侵入样品里； 采用液体介质传导压力，可以保证内部达到较高的真空度，使样品处于流体静压状态下，受力均匀； 采用的液体介质多为水银或者苯，这类介质与实验样品之间的物理化学作用小、压缩系数小、传递压力直接、计量精度高； 可以避免直接加压测试法中泄露和摩擦的问题。 劣势： 首先，间接加压测试法的结构复杂，其次，样品要在测试前进行预处理，除去样品中的残余气体，测试过程中样品始终与封闭液体接触，它们之间相互作用的大小对实验结果影响很大，所测定密度卫相对值，绝对比容由相对比容和封闭液的比容差得出。而液体介质的体积也会随着温度和压力的变化而变化，本文在得到实验数据后又要进行繁琐的修正计算，增大了不必要的工作量，而在修正计算中引入的液体介质的PVT参数也未必保证准确，那么最终得到的实验样品的PVT参数的准确性，更加无从保证了。 3 橡胶PVT测试方案的选用 3.1直接