流變儀

主要有錐板式、平行板式、同軸圓筒式和毛細(xì)管式。

錐板式為精密流變儀，可測(cè)多種材料函數(shù)，適用于較高黏度的高分子溶液和熔體。

平行板式為錐板式的附件，作為補(bǔ)充適于較黏高分子溶液熔體和多相體系。

同軸圓筒式為便易黏度計(jì)，適合低黏、低彈性流體。

毛細(xì)管式適合于寬范圍表觀黏度測(cè)定(尤其適于高速、高黏流體)，剪切速率及流動(dòng)時(shí)的流線，幾何形狀與擠出注模時(shí)的實(shí)際條件相似?？删_測(cè)量材料的黏度、彈性和流變特性。

測(cè)定高聚物剪切黏度和流動(dòng)性的儀器有以下幾類(lèi):落球型、轉(zhuǎn)動(dòng)型(包括各種改良型門(mén)尼黏度儀)，振蕩型(扭轉(zhuǎn)振動(dòng)流變儀和圓盤(pán)振蕩流變儀)、混煉機(jī)型[布拉本德(Brabender)塑性計(jì)]和毛細(xì)管擠出型(毛細(xì)管流變儀和加工性能測(cè)定儀)等。上述各種測(cè)試儀器和測(cè)定方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，可互相補(bǔ)充。

A:控制應(yīng)力型: 使用最多，如德國(guó)哈克(Haake) RS系列、美國(guó)TA的AR系列、英國(guó)Malven、奧地利Anton-Paar的MCR系列，都是這一類(lèi)型的流變儀。前三家的產(chǎn)品馬達(dá)采用托杯馬達(dá)，托杯馬達(dá)屬于異步交流馬達(dá)，慣量小，特別適合于低粘度的樣品測(cè)試;Anton-Paar的MCR流變儀和美國(guó)TA公司的ARES采用永磁體直流馬達(dá)，但從原理上響應(yīng)速度快，是應(yīng)力型流變儀的一種發(fā)展方向。這一類(lèi)型的流變儀，采用馬達(dá)帶動(dòng)夾具給樣品施加應(yīng)力，同時(shí)用光學(xué)解碼器測(cè)量產(chǎn)生的應(yīng)變或轉(zhuǎn)速，并在大扭矩測(cè)量方面不會(huì)產(chǎn)生大量的熱，不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)漂移。

控制應(yīng)力的流變儀由于有較大的操作空間，可以連接更多的功能附件。

B:控制應(yīng)變型:只有美國(guó)TA的ARES屬于單純的控制應(yīng)變型流變儀，這種流變儀直流馬達(dá)安裝在底部，通過(guò)夾具給樣品施加應(yīng)變，樣品上部通過(guò)夾具連接倒扭矩傳感器上，測(cè)量產(chǎn)生的應(yīng)力;這種流變儀只能做單純的控制應(yīng)變實(shí)驗(yàn)，原因是扭矩傳感器在測(cè)量扭矩時(shí)產(chǎn)生形變，需要一個(gè)再平衡的時(shí)間，因此反應(yīng)時(shí)間就比較慢，這樣就無(wú)法通過(guò)回饋循環(huán)來(lái)控制應(yīng)力。但奧地利Anton-Paar的MCRxx2系列流變儀采用DSO控制，保證應(yīng)變波形不受影響。

控制應(yīng)變的流變儀由于硬件復(fù)雜，只有幾種功能附件可供選擇。

毛細(xì)管流變儀主要用于高聚物材料熔體流變性能的測(cè)試;工作原理是，物料在電加熱的料桶里被加熱熔融，料桶的下部安裝有一定規(guī)格的毛細(xì)管口模(有不同直徑 0.25~2mm和不同長(zhǎng)度的0.25~40mm)，溫度穩(wěn)定后，料桶上部的料桿在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的帶動(dòng)下以一定的速度或以一定規(guī)律變化的速度把物料從毛細(xì)管口模種擠出來(lái)。在擠出的過(guò)程中，可以測(cè)量出毛細(xì)管口模入口出的壓力，在結(jié)合已知的速度參數(shù)、口模和料桶參數(shù)、以及流變學(xué)模型，從而計(jì)算出在不同剪切速率下熔體的剪切粘度。

實(shí)際上是在實(shí)驗(yàn)型擠出機(jī)的基礎(chǔ)上，配合毛細(xì)管、密煉室、單雙螺桿、吹膜等不同模塊，模擬高聚物材料在加工過(guò)程中的一些參數(shù)，這種設(shè)備相當(dāng)于聚合物加工的小型實(shí)驗(yàn)設(shè)備，與材料的實(shí)際加工過(guò)程更為接近，主要用于與實(shí)際生產(chǎn)接近的研究領(lǐng)域。

這種流變儀有振蕩液滴、振蕩剪切等幾種原理;是流變測(cè)試中最難以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)的一個(gè)領(lǐng)域;還沒(méi)有一種特別好而又通用的方法。

R/S Plus系列流變儀是提供給使用者的最好選擇一同時(shí)具有控制剪切率(轉(zhuǎn)速rpm )和剪切應(yīng)力(扭矩torque )兩種模式的流變儀，特別適用于復(fù)雜流變分析。通過(guò)剪切率變化而獲得相應(yīng)完全的流動(dòng)曲線，可實(shí)現(xiàn)對(duì)物料從初始屈服應(yīng)力到松弛，恢復(fù)和蠕變的流變學(xué)行為評(píng)估。

根據(jù)QC及R&D的實(shí)驗(yàn)要求，可參照以下情況進(jìn)行選型。

同軸圓柱型(R/S-CC流變儀):適用于小量樣品和寬剪切率范圍的錐/板和板/和板系統(tǒng)，可控制剪切應(yīng)力/剪切率

錐板型(R/S-CPS流變儀):適用于單點(diǎn)QC或完整流變剖析的同軸圓柱DIN幾何結(jié)構(gòu)，可控制剪切應(yīng)力/剪切率

帶槳式轉(zhuǎn)子的軟固體測(cè)試儀(R/S-SST流變儀):軟固體測(cè)試儀適用于膏狀物、漿體和含顆粒物質(zhì)。測(cè)量值為屈服應(yīng)力、剪切模量、恢復(fù)、蠕變

便攜型(RC-1流變儀):實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)使用的便攜式儀器，雙重模式:控制剪切應(yīng)力(需配合電腦使用)、控制剪切率