高压毛细管流变仪的测试原理

高压毛细管流变仪的测试原理

黏度测定基本定律为：即剪切应力与剪切速率的比。当在一定温度下，剪切应力随着剪切速率成比例的变化时，即黏度不变，我们称作这种流体为牛顿流体，不服从这种规律的即是非牛顿流体。

 剪切应力：物体由于外部因素如载荷、温度变化等原因产生变形时，在物体内部任一单位面积所受到的相互作用力，即单位面积所受的剪切力。

 剪切速率：剪切速率(shearrate)即是流体的流动速度相对于管道内壁的变化速率，剪切速率等于任一两个页面的流动速度差与高度差的比。

 高压毛细管流变仪的基础部分是一个温度可控制的圆筒形加热炉，加热套在料筒(投料区)外部，靠加热套进行加热升温。把待测试的样品(高分子聚合物)装入料桶内，加热腔体内装有不同长径比的模芯，待样品为熔融状态时从不同长径比模芯的毛细管中挤出，同时利用温度传感器和压力传感器分别安装在料筒内测量样品温度和毛细管入口压力；柱塞杆在运动系统的作用下，压缩在熔融状态下测样品，以不同的体积流量通过毛细管模芯中挤出；在物料被挤出的过程中，通过测量仪表，检测出柱塞杆的实时位置、速度、熔体压力，从而计算出剪切速率、剪切应力、压力和黏度等数据。

流变性能的仪器一般称为流变仪，有时又叫粘度计。在测定和研究塑料熔体流变性的各种仪器中，毛细管流变仪是一种常用的较为合适的试验仪器，它具有多种功能和宽广范围的剪切速率容量。毛细管流变仪即可以测定塑料熔体在毛细管中的剪切应力和剪切速率的关系，又可以根据挤出物的直径和外观或在恒定应力下通过改变毛细管的长径比来研究熔体的弹性和不稳定流动（包括熔体破裂）现象。从而测其加工行为，作为选择复合物配方、寻求成型工艺条件和控制产品质量的依据；或者为辅助成型模具和塑料机械设计提供基本数据。

是专用于量测高分子聚合物、热塑性塑胶材料之流动性能和粘度特性，为生产和研发提供重要的科学资料和详尽的分析报告，特别是研究高分子材料之流变性质、剪切速率、粘度变化、品质管理、产品研发、测试等工作所不可或缺的利器。

本系列试验机设计符合人体工学，其功能强大，精确度高，程序超强，操作简单， 外型美观，采用先进的高温和压力传感器，配合高端科技的伺服马达，及完美的操作软体，具有编程、设计、控制、分析和数据存储等多项功能，是流变力学控制领域的理想选择。

技术参数：
实验负荷: 10KN,25KN,50KN
温度范围: 50-450C
温度精确度: +/-0.1C
测试中筒温度精确度: +/-0.2C
料筒直径: 9.5、10、12、15、20mm
活塞速度: 0.002mm/min 到1000mm/min

旋转流变仪：有两种，控制应力型和控制应变型
A：控制应力型:使用最多，如Physica MCR系列、TA的AR系列、Haake、Malven，都是这一类型的流变仪；其中Physica的马达属于同步直流马达，这种马达相对响应速度快，控制应变能力强；其他厂家使用的属于托杯马达，托杯马达属于异步交流马达，这种马达响应速度相对较慢。
这一类型的流变仪，采用马达带动夹具给样品施加应力，同时用光学解码器丈量产生的应变或转速。

B：控制应变型：目前只有ARES属于单纯的控制应变型流变仪，这种流变仪直流马达安装在底部，通过夹具给样品施加应变，样品上部通过夹具连接倒扭矩传感器上，丈量产生的应力；这种流变仪只能做单纯的控制应变实验，原因是扭矩传感器在丈量扭矩时产生形变，需要一个再平衡的时间，因此反应时间就比较慢，这样就无法通过回馈循环来控制应力。