塑料加工性能测试 第三组.ppt

塑料加工流变性能测试 负责人：江佳琼 组员：卢增 刘文雍 许佳鹏 佘琼泳 基本概念 流变性：当高聚物熔体和溶液（简称流体）在受外力作用时，既表现粘性流动，又表现出弹性形变，因此称为高聚物流体的流变性或流变行为。 高分子的流动不是简单的整个分子的迁移,而是各个链段分段运动的总结果,在外力作用下,高分子链不可避免的要顺外力的方向有所伸展,即高聚物进行粘性流动的同时伴随着一定量的高弹形变,外力消失后高分子链又要蜷曲,形变要恢复一部分。 转矩流变仪 实际上是一种组合式转矩测量仪。除主机外，带有一种小型密炼器和小型螺杆挤出机及各种口模。转矩流变仪可以用来研究热塑性材料的热稳定性、剪切稳定性、流动和固化行为。 转矩流变仪的基本结构 转矩流变仪的结构特点 转矩流变仪的基本结构可分为三部分：微机控制系统，用于实验参数的设置及实验结果的显示；机电驱动系统，用于控制实验温度、转子速度、压力，并可记录温度、压力和转矩随时间的变化；可更换的实验部件，一般根据需要配备密闭式混合器或螺杆挤出器。 工作原理 高聚物以粒子或粉末的形式自料口加入到混炼室中，物料收到压料杆压力，并且通过转子表面与混合室壁之间的剪切、搅拌、挤压，转子之间的捏合、撕扯，转子轴向翻捣、捏炼等作用，实现物料的塑化、混炼，直至达到均匀状态。在此工艺条件下，被高度剪切的物料产生非线性的黏弹性响应。被测试样品反抗混合的阻力与样品黏度成正比，转矩流变仪借助于转子上的反作用扭矩来测定这种阻力。通过测定转矩及其随时间、温度等的变化关系，用于表征试料内摩擦作用的大小，聚集状态，流变性能变化及其与时间、温度的关系，以及化学交联、降解和润滑作用。 操作步骤 （1）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。 （2）称量 按照上面所列配方准确称量，加入试样的质量（M）应按照下式计算: W1=(V1-V0)×ρ×α0 (6-1) 式中W1-加料量 （g） V1-混合器容量（cm3） V0-转子体积（cm3） ρ-原材料的固体体积或熔体密度（g/cm3） α-加工系数，按固体或熔体密度计算为 0.655、0.80。 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。 （3）合上总电源开关，打开扭矩流变仪上的开关，开启计算机； （4）根据实验要求设定温度 ，当达到实验所设定的温度并稳定10min后，开始进行实验。先对转矩进行校正，并观察转子是否旋转，转子不旋转不能进行下面的实验，当转子旋转正常时，才可进行下一步实验； （5）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。实验时注意仔细观察转矩和熔体温度随时间的变化； （6）当实验结束后，加入少量润滑剂，然后拆卸清理混合器。 注意事项 1、试验前必须检查各主要连线接口 2、整机必要有良好的接地装置 3、测试过程严禁在机头、各测试点周围走动以免烫伤或碰断感温元器件和连线 4、喂料不宜满口 5、严禁喂料口掉入金属等硬性杂质 6、必要时（加热过程中调换测试部件）一定要戴上防热手套 7、测试数据必须随时备份 8、保持室内清洁、通风 常见故障分析与排除 故障1：驱动电机测试过程中突然停机。 排除方法：对驱动单元各部件做外观检查无异。 故障2：驱动电机转速从某设定值快速增至140转/分左右，有时转速会降 到原设定值，整个加减速过程极快。 排除方法：接触不良，应清洗拧紧各插件、连接件。 故障3、出现某段不加热，面板上相应的警灯亮。 排除方法：检查加热丝无短路，更换熔断丝。 故障4、牵引设备的牵引速度不稳，时快时慢。 排除方法：输出直流电压不稳定。 应用研究 随着人们对转矩流变仪应用研究的深入和功能的拓展，它已成为聚合物共混及实验流变学中不可缺少的重要工具，可广泛用于原材料、生产工艺的研究、开发与产品质量控制等领域。 1、聚合物流变性能的研究 (1) 平衡转矩的计算 (2) 表观填充系数对转矩的影响 (3) 转矩流变仪中的流场分析 2、原材料的检验与研究 （1）三种不同结构聚乙烯的比较 (2) 区分不同产地的天然橡胶 (3) 不同类型稳定剂的研究 3、加工过程的模拟与分析 （1）典型转矩曲线 (2) 聚合物交联过程的研究 (3) 橡胶塑炼过程的模拟 (4) PVC凝胶化过程的研究 4、生产工艺的优化与产品质量控制 加料顺序对混炼过程能量消耗的影响 (2) 混炼胶的质量控制 转矩流变仪在塑料加工中的其他应用 1、材料改性研究、 2、杂质测量 3、拉伸流变 测试方法 (1) 连接 ① 将密炼机或