1 聚合物熔体动态粘度的测试 胡圣飞 编 一 实验目的 1.了解旋转流变仪的基本结构、工作原理
2.掌握采用旋转流变仪测量聚合物的动态粘度的方法
二 实验仪器 TA 旋转流变仪(型号:DHR-2)、强制空气加热炉(ETC)、空气压缩机、循环泵槽铜铲、铜刷 三 实验材料 高密度聚乙烯圆片(直径 2
5mm,厚度 1-2mm) 四 实验原理 聚合物受外力作用时,会发生流动与变形,产生内应力
流变学所研究的就是流动、变形与应力间的关系
旋转流变仪是现代流变仪中的重要组成部分,它们依靠旋转运动来产生简单剪切流动,可以用来快速确定材料的粘性、弹性等各方面的流变性能
旋转流变仪一般是通过一对夹具的相对运动来产生流动的
引入流动的方法有两种:一种是驱动一个夹具,测量产生的力矩,这种方法最早是由Cou ette 在1888 年提出的,也称为应变控制型,即控制施加的应变,测量产生的应力;另一种是施加一定的力矩,测量产生的旋转速度,它是由Searle于1912 年提出的,也称为应力控制型,即控制世界的应力,测量产生的应变
实际用于粘度等流变性能测量的几何结构有同轴圆筒(Cou ette)(见图1)、锥板(见图2)和平行板(见图3)等
本实验主要介绍平行板结构的基本工作原理
图1 同轴圆筒结构示意图 图2 锥板结构示意图 图3 平行板结构示意图 平行板主要用来测量熔体流变性能
平行板主要的优点在于(Colly er et al
1988,Macosko 1994): ①平行板间的距离可以调节到很小
小的间距抑制了二次流动,减少了惯性矫正,并通过更好 2 的传热减少了热效应
综合这些因素使得平行板结构可以在更高的剪切速率下使用
②平行板结构可以更方便地安装光学设备和施加电磁场
③在一些研究中,剪切速率是一个重要的独立变量
平行板中剪切速率沿径向的分布可以使剪切速率的作用在同一个样品中