CTR-100型转矩流变仪
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生产厂家上海昌凯机电科技有限公司创办于2010年,是一家专注于橡塑试验设备开发、制造、销售和售后服务的公司。经过多年人才和技术的筹备,如今已是业内*的转矩流变仪专业生产企业。公司拥有完善的研发、生产、销售、售后服务团队。公司的研发团队由多年航空航天机电设计经验的工程师组成。在关键技术上如流变仪转子采用了航空航天标准的进口不锈钢材料;材料前期热处理及表面处理均由中船重工711研究所特殊工艺保证材质强度及耐腐蚀性;配合五轴加工中心加工从而保证最终测试数据精确可靠。 公司已建立销售网络,为海内外多家从事橡塑材料研究、开发、加工生产的高校、科研所和企业提供产品和服务。昌凯的产品出现在国内外各大橡塑展会上,得到广大客户的*。 |
聚合物流变性能的应用研究
随着人们对转矩流变仪应用研究的深入和功能的拓展,它己成为聚合物共混及实验流变学中*的重要工具,可广泛用于原材料、生产工艺的研究、开发与产品质量控制等领域。
CTR-100型转矩流变仪聚合物流变性能的研究
为将转矩流变仪的输入( 转速、温度 )、输出参数( 转矩、料度 )与物料的流变性能联系起来,Goo-drich和Porter首先建立了转矩与转子转速之间的线性关系,Blyler和Daane则进一步考虑了温度对转矩的影响,提出了如下关系式:M=C(n)mNn 。但是与C(n)有关的几个数无法直接得到。Lee和Purdon,Marquez等分别推导出了不同的C(n)进行拟合,提出了一种计等α的简化方法。引入了无量纲参数C'(n)来消除密炼室以及转子几何尺寸的影响,并采用指数模型拟合得到了α和C'(n)之间的关系式,从而可以准确预测α大于0.9时C'(n)及 C(n)的变化趋势。与以上研究者不同,Bousmina等则认为α是与聚合物材料特性及流变性能天关的常数,对高聚物熔体的流变性能及其在转矩流变仪中的流变行打并不敏感。认为,当等效同轴圆筒的间隙非常小[(R2-R1)/ R2<<1]时,r = (R1+R2)/2处的剪切速率仅与转速有关,而与熔体的类型无关,因此可采用牛顿流体来进行计算剪切速率和粘度。
但是,所有这些研究都忽略了一个明显的事实:对于密闭混合器而言,物料通常并不是*充满混合器的内腔,而是以一定的比率进行填充。在Haake转矩流变仪的用户手册中,建议物料的填充体积与混合室内腔的体积之比为65%~90%。此时,处于熔融状态的物料是否能充满整个混合器呢?如果不能,那么对转矩流变仪中的聚合物熔体进行流变学分析是否需要修正呢?持此采用统计实验设计方法合理安排实验计划,并对以前的工作进行了进一步发展,提出了采用转矩流变仪研究聚合物流变性能的新模型。
图一,是采用数码相机拍摄得到的HDPE熔体在Haake密闭式混合窒中的正视图。实验条件是:表观填充系数f(即物料的填充体积与混合室空腔的体积之比)=70%,温度T =170℃,共混时间t =8 min 。显然,填充系数指70%时聚合物熔体未能*充满整个混合室。
CTR-100型转矩流变仪平衡转矩的计算
图二,在实验中典型的转矩和温度随时间变化的曲线。从图中可以看出,在实验的初始阶段,转矩曲线上出了一个尖锐的加料转矩峰,温度曲线则在相应位置出现了大幅度的下降。其原因是固体聚合物粒子加入到混合器中后,在热的作用下粒子表面首先熔融,粘连在一起的粒子对自己旋转的转子产生了很大的阻碍,从而导致转矩急剧上升;而聚合物粒子的熔融又需要大量的热量,因此混合室的温度急剧下降;当粒子的内核开始熔融时,转矩开始下降。在实验的第二阶段,即在3 min时,转速申最初的10r/min程序控制升至40r/min,相应的转矩有一个较大的跃升,然后再次缓慢下降。由于起冷却作用的压缩空气不能及时地将因剪切而产生的热量带走,因此导致物料温度随时间延长而升高。值得指示的是,无论是转矩缓慢下降、还是湿度的缓慢升高,两者都是以指数衰减的方式趋于各自平衡值。
图二:Haake转矩流变仪得到的典型转矩、温度曲线
因此,可以采用指数衰减模型来描述转矩和温度随时间的变化:
M =MB+Aexp(-t-t0/λM) 2-1
T = TB-Bexp(-t-t0/λT) 2-2
式中:MB是平衡转矩; TB是平衡温度; t0是转由10r/c升至设定转速的时间,即实验中第二阶段开始的时间 (3min ) 。A、B、λM、λT均为待定系数。可以看出,λM、λT反映了转矩、温度随时间变化的快慢,即与聚合物材料的松弛特性有关。当(t-t0)/λM或(t-t0) /λT趋于无穷大时,上述两式的右边第二项均趋于零,转矩和温度也趋于其平衡值MB和TB;
lim M=MB 2-3
(t-t0) λM →∞
lim T = TB 2-4
(t-t0) λT →∞
基于上述两式,可以对实验中第二阶段的转矩和温度曲线进行拟合,从而得到聚合物熔体在转矩流变仪中混合的MB和TB。
将整个试验过程分为两个阶段的优点在于:①加料叶采用低转速可避免加料转矩峰值过大,从而保护仪器设备;②在低转速下对聚合物熔体进行3min的预混合,可消除因加料速度不同等未知因素对测试结果的影响,从而保证所有试验在第二阶段都是从相同的起始状态开始的。
价格区间 | 10万-20万 |
扭矩分辨率 | 0.1%F.snNm |
仪器种类 | 转矩流变仪 |
应用领域 | 环保,化工,石油,印刷包装,纺织皮革 |
最大扭矩 | 300N.mmNm |
最大转速 | 200rpm |
最小转速 | 0rpm |
密炼腔温度范围 | 0-350℃ |
混合器体积(可选) | 30/60/200ml |