流变学第六章.ppt

6.2.4.2 出口压力降 出口压力降与挤出胀大行为密切相关，因此一切影响挤出胀大比的因素也均以同样的规律影响出口压力的变化。 挤出胀大比和出口压力与法向应力差函数的联系 Tanner公式 Han公式 锥-板式流变仪属转子型流变仪的一种，其核心结构是一个旋转的锥度很小的圆锥体和一块固定的平板。 锥-板式流变仪的一大优点是流场中任一点的剪切速率或剪切应力值各处相等；锥的旋转速度可以控制到很慢，达到剪切速率小于10-3s-1 ，因而容易测出零切粘度。 高转速测量受限 6.3 锥-板式流变仪 图6-16 锥-板结构的几何形状 锥-板式流变仪进行动态测量 实验时实际测量的只有三个量：输入的应变振幅，输出的应力响应振幅，二者的相位差。 动态测量的优点 是一种实验室常用的测量透明溶液粘度的仪器。结构简单。测量原理 6.4 落球式粘度计 图 6-18 落球式粘度计 为了校正玻璃管壁对小球运动的影响，管径与小球半径之比大些为宜。 可进行变温测量。 据流体力学分析，小球附近的最大剪切速率可控制在10-2s-1以下，此时测得的粘度近似等于零剪切粘度。 6.5 混炼机型转矩流变仪 6.5.1 基本结构： 1）流变仪主体，即电子式流变扭矩记录仪； 2）可更换的测量装置 密闭混合器 相当于一个小型密炼机，由可拆卸的混炼室和一对相向旋转、转速不同的转子组成。 螺杆挤出器 相当于一个小型挤出机，配以不同型式的螺杆和不同类型的口模，以适应不同类型材料的测试研究。 3）电控仪表系统 用于控制温度和无级调速、记录扭矩、温度随时间的变化。 由于转矩流变仪与实用加工机械结构相似，故可以模拟混炼、挤出等工艺过程，借以衡量、评价物料的加工行为，加工中结构的变化及各种因素的影响，特别适宜于配方和工艺条件的优选。 PVC的塑化曲线 图 6-22 聚氯乙烯的典型塑化曲线 6.5.2 转矩绝对值及其波动的意义 转矩绝对值直接反映物料的熔融情况及其表观粘度的大小。 转矩随时间的变化一方面反映了加工过程中物料粘度随时间和转速的变化，另一方面也反映了物料混合均匀程度随时间的变化。 胶料混炼时转矩随时间变化的示意图 PE交联行为的扭矩变化图 图 6-23 橡胶混炼时转矩随时间的变化示意图 图 6-24 聚乙烯的动态交联行为 转矩变化的幅度是衡量物料混炼时加工工艺性能的重要参数。定义λ λ 大小与下述三个因素有关：物料的均一程度；物料与转子、混炼室壁面的接触情况（打滑或粘连）；物料的流变状态。 λ 值过大或过小均不利于混炼，物料实现最佳混炼时， λ 值恒定，且λ=0.05~0.07 Thank you ! 习题： 1、物料在毛细管中的流动分为________、_____和_________三区。 2、试写出毛细管流变仪测量粘度的步骤。 3、毛细管流变仪的基本构造及其优点。 4、写出毛细管管壁处的剪切应力公式。为何要对其进行修正？ 5、请说明混炼机型转矩流变仪测得的转矩绝对值的意义 * 出口压力 * 6.1 引言 6.2 毛细管流变仪的测量原理和方法 6.3 锥-板式流变仪 6.4 落球式粘度计 6.5 混炼机型转矩流变仪 第六章?? 流变测量学 ----工欲善其事，必先利其器 6.1 引言 流变测量的目的 1) 物料的流变学表征。最基本的流变测量任务 2) 工程的流变学研究和设计。 3) 检验和指导流变本构方程理论的发展。流变测量的最高级任务。 常用的流变测量仪器: 毛细管型流变仪 恒速型（测压力）和恒压力型（测流速） 转子型流变仪 锥一板型、平行板型（板—板型）、同轴圆筒型等。Mooney粘度计 混炼机型转矩流变仪 主机+小型密炼器+小型螺杆挤出机+各种口模 振荡型流变仪 用于测量小振幅下的动态力学性能，其结构同转子型流变仪。只是其转子不是沿一个方向旋转而是作小振幅的正弦振荡。 根据物料的形变历史，流变测量实验可分为： 稳态流变实验 剪切速率场、压力场和温度场恒为常数，不随时间变化。 动态流变实验 应力和应变场均发生交替变化，振幅小，正弦规律变化。 瞬态流变实验 应力或应变阶跃变化，相当于突然的起始流或终止流。 根据物料的流动形式来分类。 剪切流场测量，即1和2方向垂直。 拉伸流场测量，即1和2方向平行。 6.2 毛细管流变仪的测量原理和方法 ★ 6.2.1毛细管流变仪的基本构造 1）毛细管流变仪的优点 2）基本构造 3）分类 恒速型、恒压型 4）物料在毛细管中的流动情况：入口区、完全发展流动区、出口区 图6-1 毛细管流变仪示意图 图6-4 毛细管中的三个流动区域25 19 6.2.2 完全发展区内的流场分析 测粘流动 注意 6.2.2.1 运动方程及剪切应力的计算 设毛细管的半径为R，