第三部分-第六章-流变学测量学.pptVIP

定义一个新的物理量D： 对牛顿流体：D＝R(△p)/2?l，即在管壁处的剪切速率 。 对非牛顿流体，D具有剪切速率的意义，但不是真实的剪切速率，我们称它为管壁处的表观剪切速率。 第一节 毛细管流变仪的测量原理和方法 3 入口区附近的流场分析，Bagley修正 用入口压力降表征硬聚氯乙烯制品的凝胶化程度 加工温度为140℃时，凝胶化程度等于零，物料塑化很差； 180℃时，熔体凝胶化程度相当高。 第一节 毛细管流变仪的测量原理和方法 3 入口区附近的流场分析，Bagley修正 用入口压力降表征硬聚氯乙烯制品的凝胶化程度 所谓双管，指两个料筒，其中的柱塞同时以等速推进，一个料筒装有普通毛细管，有一定长径比，另一个装有零长毛细管，两根毛细管的入口区形状相同。 这种设计十分巧妙，一方面由于有零长毛细管的对比，使得用普通毛细管测量时的入口压力校正变得十分方便；另一方面用普通毛细管可以测量熔体的粘度，用零长毛细管可以对比熔体的弹性性能，一次测量同时获得关于熔体粘、弹性两方面的信息。 第一节 毛细管流变仪的测量原理和方法 4 出口区附近的流动情形 挤出胀大行为 挤出胀大行为发生的原因主要归为两个方面： 首先是由于物料在进入毛细管的入口区曾经历过剧烈的拉伸形变，储存了弹性能。这种弹性形变在物料流经毛细管时得到部分松弛。若至出口处弹性形变尚未完全松弛，到出口处，由于管壁约束突然消失，熔体将在口模外继续松弛，表现出挤出胀大现象。 其次物料在毛细管内流动时，管壁附近剪切场，也有使分子链取向产生的弹性形变，这部分形变也将在熔体挤出口模后松弛。 第一节 毛细管流变仪的测量原理和方法 4 出口区附近的流动情形 挤出胀大行为 注意： 通常挤出胀大比是通过在毛细管出口处采用直接照相、激光扫描或冷凝定型、直接测量得到的，但测量误差较大。原因在于挤出物料完全松弛的位置不易确定，挤出物直径易受下垂物重力作用而变细。 为减少误差，一个补救方法是让挤出物直接落入冷水槽中冷凝定型。 第一节 毛细管流变仪的测量原理和方法 4 出口区附近的流动情形 出口压力降 与挤出胀大现象直接关联的是粘弹性流体在毛细管出口处的剩余压力不等于零，这同样反映出粘弹性流体流至毛细管出口处仍具有剩余可恢复弹性能。 既然出口压力降与挤出胀大行为密切相关，那么一切影响挤出胀大比的因素也均以同样的规律影响?pexit的变化。 由于毛细管相当细，因此直接测量出口压力相当困难，一般将压力分布曲线的直线段外推至出口处的压力值定为?pexit 第一节 毛细管流变仪的测量原理和方法 4 出口区附近的流动情形 出口压力降 与挤出胀大行为相似，当毛细管长径比较小时， 随毛细管长径比增大而减小。 第一节 毛细管流变仪的测量原理和方法 4 出口区附近的流动情形 出口压力降 由于缝式毛细管宽度较大，压力传感器可直接安装在毛细管上，测出真实的沿毛细管的压力梯度，然后外推得到出口处压力。已经证明，缝式毛细管与普通毛细管的出口压力相当。 测量：通常采用扁平的缝式毛细管或环缝式毛细管 第一节 毛细管流变仪的测量原理和方法 4 出口区附近的流动情形 出口压力降 Tanner公式 Han公式 第二节 转矩流变仪的测量原理和用途 转矩流变仪是在Brabender塑化仪的基础上发展起来的一种综合性聚合物材料流变性能测试实验设备。其突出特点是可以在接近于真实加工条件下，对材料的流变行为进行研究。目前已经在塑料加工性能研究、配方设计，材料真实流变参数测量等方面获得了重要应用。随着转矩流变仪应用的日益广泛，其组成和性能也在不断发展，呈现多功能、高性能、高精度、自动化等趋势。 第二节 转矩流变仪的测量原理和用途 1 转矩流变仪组成 转矩流变仪主要由测控主机和功能单元两大部分组成： 测控主机提供了转矩流变仪的基本工作环境，完成各种数据采集与记录，以及为各功能单元提供动力和控制。 功能单元是实现各种测量的功能部分，目前已广泛应用的有：双转子混炼器、单螺杆挤出机、平行双螺杆挤出机、锥型双螺杆挤出机、杂质测量仪、口模膨胀测量仪、各种挤出加工模具等。 各功能单元以积木形式与测控主机相连，并在相应软件的支持下，实现具体的实验、测量和分析功能。 第二节 转矩流变仪的测量原理和用途 测控主机 数据测控系统是以单片微型计算机为核心的电子系统，完成温度、压力、转速、转矩等数据的采集以及实现电气、温度及转速控制。 动力系统为功能单元提供工作动力，由电动机和减速机组成 转矩测量系统可以测量动力系统的输出转矩