HZJ-300型轉矩流變儀（分體積木式）

一、 概述

1.1產品特點

橡塑材料在加工成型的過程中，幾乎都要涉及其流動性。例如，在擠出、注模、吹膜、壓延等工藝中，材料的流動行為都是十分重要的。材料的流動性不但影響加工行為，還會影響最終產品的力學性能。例如，分子取向對模塑產品，薄膜和纖維的力學性能都有很大影響。而分子取向的類型和程度主要是由加工過程中流動場的特點和材料的流動行為所決定。

轉矩流變儀是研究聚合物材料的流動與變形、塑化、熱剪切穩定性、動態流變性能和塑化行為并將結果用扭矩--時間和扭矩--溫度等用圖表形式表示出來的理想設備，可廣泛地應用于科研和生產，是進行科學研究以及指導生產的重要儀器。與研究材料流動性的一般性儀器——粘度計相比，該流變儀提供了更接近于實際加工的動態測量方法，可以在類似實際加工的情況下，連續、準確可靠地對材料的流變性能進行測定，如多組份物料的混合、熱固性樹脂的交聯固化、彈性體的硫化，材料的動態穩定性以及螺桿轉速對體系加工性能的影響等。

轉矩流變儀基本原理：

轉矩流變儀系統是一種多功能流變學測試系統，基本原理是被測試樣品抵抗混合的阻力與樣品粘度成正比，轉矩流變儀通過作用在轉子或螺桿上的反作用扭矩測得這種阻力。轉矩流變儀可用于確定多種材料和合成物的加工特征及流動行為。例如，確定并分析流動特性，控制原料及制品的質量，在與加工條件相關環境下進行實驗室測試時，能模擬實際的加工工藝，能精確地控制溫度，靈活地控制速度，并能對流變性能作出評價，而且試驗結果具有重復性。

流變性解析：

流變性是高分子材料在應力作用下產生的彈性、 塑性和粘性形變的行為，它與各種因素的關系是高分子材料成型加工中最基本的工藝參數，對原料的選擇和使用、成型優工藝條件的確定、成型設備和模具的設計及提高制品的質量都有重要的作用。在高分子材料流變性能的研究中，粘度是描述高分子材料熔體流動行為最重要的量度。對絕大多數高分子材料而言，其熔體的流動行為都呈現假塑性.可以定義為：η= Vu,式中，η(Pa·s)為表觀粘度，它不僅與高分子材料本身的分子結構有關，還與加工溫度和剪切速率等有關；l(Pa)  為 剪 切 應 力 ；v(1/s)為 剪 切 速 率 。

當前高分子材料正向功能化和專用化方向發展， 而以快捷的方法和最少的樣品解決加工性能問題是新材料開發的關鍵。為了開發高分子材料新配方，確定優化的加工特性，從而使最終產品具有優化特性，需要對原料進行流變特性測試。采用流變儀對材料進行流變特性的測定，轉矩流變儀是一種通過模擬實際生產工藝進行試驗的測試方法，具有快速高效和準確可靠的優點，已被廣大研究人員使用。轉矩流變儀作為一種國際通用的測試儀器，其應用領域不斷擴大。

1.2適用范圍

轉矩流變儀可以用來研究熱塑性材料的熱穩定性、剪切穩定性、流動和塑化行為，其大特點是能在類似實際加工過程中連續準確可靠地對體系的流變性能進行測定，還可以完成熱固性材料的固化特性測試。

1.3應用領域

1、UPVC加工性能研究及材料開發

2、熱塑性材料的開發及加工性能研究

3、交聯、熱固性樹脂固化性能研究

4、教學科研應用

二、 結構特征與工作原理

1、系統組成

計算機控制轉矩流變儀由密煉轉矩流變儀、擠出式毛細管流變儀、毛細管測試模頭、數據采集測量系統、電子計算機、操作軟件等部分組成。

密煉轉矩流變儀：

密煉轉矩流變儀主要由進口伺服電機、高精度動態扭矩傳感器、齒輪箱、密煉腔、溫度模塊、測量模塊、計算機、測控軟件等部分組成，其原理見圖2所示：

密閉式混合器相當于一個小型的密煉機，由一個 “∞"字型的可拆卸混合室和一對以不同轉速、相向旋轉的轉子組成。在混合室內，轉子相向旋轉，對物料施加剪切，使物料在混合室內被強制混合；兩個轉子的速度不同，在其間隙中發生分散性混合。                                                                

轉矩流變儀系統配置中，其核心部分是混合系統，它可模擬各種廣泛應用的工藝混合器，具有在設備控制與產品開發過程中的靈活性及經濟性，可對不同材料在不同用途中的不同混合工藝進行模擬，通過更換不同的轉子可使物料獲得充分的混合、佳的分散及 一 致的熔化，從而獲得理想的混合質量。轉矩流變儀混合系統，通過精確的轉矩測量、 記錄及對數據的分析，可以獲得與物料加工性能相關的特性信息，對預計材料的加工時間、工藝條件，以及對特殊需要的基本材料及添加劑的選擇都是十分重要的 。

使用混合裝置可模擬生產過程和測試流動性能，能進行小批量生產，同時能記錄扭矩和物料溫度。可進行的典型實驗有，在不同的加工參數下確定流變特性，測試顏料等添加劑對粘度的影響等。流變圖表征特定物料的扭矩和溫度曲線，可描述物料的加工性能和過程狀態，如用表格形式進行分析低粘度、焦化時間、焦化溫度、比能等，總轉矩-時間曲線揭示達到低粘度時所需的能量。混合器都具有三段混合腔室， 三個獨立的加熱區，即混合器后機架，中心段和前板， 由電加熱、空氣冷卻、控溫電熱偶等精確控溫，即使在高摩擦熱下也能保持精確的溫度條件。配有適合于不同的剪切范圍、不同用途或測試材料的轉子，如混合器所配的Roller轉子適合于所有的通常形狀的物料，如粉狀料、粒狀料、片狀料和條狀料。可移動式加料溜糟不會被加熱， 可避免物料粘到加料溜糟上。