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毛细管流变仪的工作原理是什么

日期:2024-03-20浏览:1164次

  毛细管流变仪的工作原理物料在温度、压力等因素的作用下,由粒状(或粉状)变成熔体的塑化过程,测试物料由玻璃态向粘流态转变的动态流变现象。在试验过程中,先设定好毛细管流变仪的操作参数,按照测试条件称取适量物料,待温度稳定之后,加入物料开始测试,通过试验可获得物料在某一温度下,粘度和表观剪切应力随剪切速率的变化曲线。同时电脑会呈现动态显示物料的温度、表观剪切速度、表观剪切应力和表观粘度动态流变曲线。
 


毛细管流变仪测定在某一温度下的粘度值,若表观粘度随剪切速率的变化不变,则被测定为牛顿流体;若粘度随剪切速率的变化而变化,说明这种流体是一种典型的非牛顿流体。一般情况下,在温度和压力一定的前提下,大多数材料熔体的粘度是随着剪切速率的增加而下降的,但是不同材料对剪切速率的敏感程度不同,在剪切速率很低或者很高的情况下,表观粘度几乎不随着剪切速率变化而变化。以聚丙烯和聚乳酸为试验材料,利用实验室中的德国高特福Gottfert毛细管流变仪进行试验,结果发现,聚丙烯较聚乳酸对剪切速率具有较强的敏感性。
 
毛细管流变仪


       毛细管流变仪是一种用于研究材料在流动条件下的变形和流变特性的仪器。它通过将样品注入到一个细长的毛细管中,并施加一定的压力来模拟真实的流动环境,从而测量材料的流变性能。毛细管流变仪在材料科学、化工、塑料工程等领域具有广泛的应用价值。
 
  首先,可以提供材料的流变参数。通过在不同的压力下测量样品的流动速度和剪切应力,可以获得材料的黏度、弹性模量、塑性粘度指数等流变参数。这些参数对于材料的工艺操作和质量控制具有重要的指导意义。例如,在塑料加工过程中,了解材料的黏度可以帮助优化挤出或注塑工艺,并确保产品的质量。
 
  其次,可以研究材料的流变行为。流变行为是指材料在外力作用下的变形规律和特性。通过改变施加在样品上的压力和剪切速率,可以观察到材料的流变行为,如剪切稀化、屈服应力、流变屈服应力等。这些数据可以帮助研究人员深入了解材料的性能和变形机制,从而指导新材料的设计与开发。
 
  此外,还可用于评估材料的加工可塑性。加工可塑性是指材料在特定流动条件下的变形能力。通过测量材料在不同剪切速率下的流变参数,可以了解材料的流变稳定性和变形能力。这对于选择合适的加工工艺以及预测材料的挤出、注塑等加工过程中可能出现的问题具有重要意义。
 

      毛细管流变仪的自动化和高精度测量使其成为科学研究和工业生产中的重要工具。仪器配备先进的控制系统和数据采集设备,可以实现全自动操作和数据记录。同时,高精度的测量装置可以提供可靠准确的数据,确保实验结果的可信性。
 
  总的来说,毛细管流变仪作为一种重要的试验设备,在材料研究和工程应用中发挥着重要作用。它能够提供材料的流变参数、研究材料的流变行为、评估材料的加工可塑性,并具备自动化和高精度测量等优点。随着科学技术的不断进步,毛细管流变仪的应用前景将更加广阔,为材料科学和工程领域的发展做出更大贡献。

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