HMLB-400 毛細(xì)管流變儀工作原理 

一、毛細(xì)管流變儀用途

     流變性能的儀器一般稱為流變儀，有時(shí)又叫粘度計(jì)。在測(cè)定和研究塑料熔體流變性的各種儀器中，毛細(xì)管流變儀是一種常用的較為合適的試驗(yàn)儀器，它具有多種功能和寬廣范圍的剪切速率容量。毛細(xì)管流變儀即可以測(cè)定塑料熔體在毛細(xì)管中的剪切應(yīng)力和剪切速率的關(guān)系，又可以根據(jù)擠出物的直徑和外觀或在恒定應(yīng)力下通過改變毛細(xì)管的長徑比來研究熔體的彈性和不穩(wěn)定流動(dòng)（包括熔體破裂）現(xiàn)象。從而測(cè)其加工行為，作為選擇復(fù)合物配方、尋求*成型工藝條件和控制產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)；或者為輔助成型模具和塑料機(jī)械設(shè)計(jì)提供基本數(shù)據(jù)。

 毛細(xì)管流變儀可以測(cè)定高聚物的軟化點(diǎn)、熔點(diǎn)、流動(dòng)點(diǎn)、粘度粘流活化能，熱固性材料的固化溫度等性能指標(biāo)。這些數(shù)據(jù)對(duì)研究高聚物流變性能有重要的作用。

     如果要尋找一臺(tái)精密的熔融指數(shù)儀，那么可以考慮使用毛細(xì)管流變儀。一般的熔融指數(shù)儀測(cè)量的只是剪切速率/黏度曲線上的一點(diǎn)，只能對(duì)材料的流動(dòng)性或平均分子量進(jìn)行的評(píng)估，而毛細(xì)管流變儀可以測(cè)定材料黏度隨溫度及壓力的變化。試驗(yàn)時(shí)，溫度恒定，活塞以幾種不同的速率移動(dòng)，這樣就能知道黏度與剪切速率和剪切力之間的關(guān)系，

   二、試驗(yàn)原理

       毛細(xì)管流變儀測(cè)試的基本原理是：設(shè)定一個(gè)無限長的圓形毛細(xì)管中，塑料熔體在管中的流動(dòng)為一種不可壓縮的粘性流體的穩(wěn)定層流流動(dòng)；由于流體具有粘性，它必然受到來自管壁與流體方向相反的作用力。通過粘滯阻力應(yīng)與推動(dòng)力相平衡等流體力學(xué)過程原理的推導(dǎo)，可得到管壁處的剪切應(yīng)力和剪切速率與壓力、熔體流速的關(guān)系如下：

材料流經(jīng)毛細(xì)管時(shí)的剪切應(yīng)力為： 

               τ=R·⊿P/2L                                     （1）

其中  R—毛細(xì)管的內(nèi)半徑，這里   R=0.635 mm          

          ⊿P—材料流經(jīng)毛細(xì)管的壓力差kg/cm2          

          L—毛細(xì)管的長度，例如選擇長徑比為30：1的毛細(xì)管，L=38.1mm

剪切速率為：  =4Q/πR3                      (2)

其中 Q—擠出流量cm3/s

由此，在溫度和毛細(xì)管長徑比（L/2R）一定的條件下，測(cè)定不同的壓力下塑料熔體通過毛細(xì)管的流動(dòng)速率Q，由流動(dòng)速率和毛細(xì)管兩端的壓力差⊿P，可計(jì)算出相應(yīng)的剪切應(yīng)力和剪切速率，將一組對(duì)應(yīng)的τ和 在對(duì)數(shù)座標(biāo)紙上繪制流動(dòng)曲線，即可求得非牛頓指數(shù)（n）和熔體的表觀粘度（ηa）；改變溫度或改變毛細(xì)管長徑比，則可得到代表粘度對(duì)溫度依賴性的粘流活化能；以及離模膨脹比等表征流變特性的物理參數(shù)。

三、實(shí)驗(yàn)原料

熱塑性塑料如PE、PP、PS及其復(fù)合物粉料、粒料、條狀薄片或模壓塊料等；實(shí)驗(yàn)前應(yīng)根據(jù)材料類別和性質(zhì)作相應(yīng)處理，如干燥等。

    當(dāng)塑料熔體通過毛細(xì)管口模時(shí)，由安裝在毛細(xì)管口模處的壓力傳感器和熱電偶測(cè)試出熔體的壓力和溫度，微機(jī)記錄下熔體壓力和溫度數(shù)值。

四、數(shù)據(jù)處理   

1、啟動(dòng)操作應(yīng)用軟件。

2、輸入實(shí)驗(yàn)報(bào)告信息。

3、添加數(shù)據(jù)文件及輸入實(shí)驗(yàn)參數(shù),進(jìn)行試驗(yàn)操作。

4、篩選數(shù)據(jù)。查看篩選的數(shù)據(jù)，檢查數(shù)據(jù)的有效性和合理性。

5、顯示曲線，顯示數(shù)據(jù)。

6、試驗(yàn)結(jié)束，打印保存數(shù)據(jù)及曲線。

7、關(guān)閉系統(tǒng)。