毛細管流變儀原理

           HMLB-400 毛細管流變儀工作原理 

一、毛細管流變儀用途

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

 毛細管流變儀可以測定高聚物的軟化點、熔點、流動點、粘度粘流活化能，熱固性材料的固化溫度等性能指標。這些數據對研究高聚物流變性能有重要的作用。

     如果要尋找一臺精密的熔融指數儀，那么可以考慮使用毛細管流變儀。一般的熔融指數儀測量的只是剪切速率/黏度曲線上的一點，只能對材料的流動性或平均分子量進行的評估，而毛細管流變儀可以測定材料黏度隨溫度及壓力的變化。試驗時，溫度恒定，活塞以幾種不同的速率移動，這樣就能知道黏度與剪切速率和剪切力之間的關系，

   二、試驗原理

       毛細管流變儀測試的基本原理是：設定一個無限長的圓形毛細管中，塑料熔體在管中的流動為一種不可壓縮的粘性流體的穩定層流流動；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。通過粘滯阻力應與推動力相平衡等流體力學過程原理的推導，可得到管壁處的剪切應力和剪切速率與壓力、熔體流速的關系如下：

材料流經毛細管時的剪切應力為： 

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

其中  R—毛細管的內半徑，這里   R=0.635 mm          

          ⊿P—材料流經毛細管的壓力差kg/cm2          

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

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

其中 Q—擠出流量cm3/s

由此，在溫度和毛細管長徑比（L/2R）一定的條件下，測定不同的壓力下塑料熔體通過毛細管的流動速率Q，由流動速率和毛細管兩端的壓力差⊿P，可計算出相應的剪切應力和剪切速率，將一組對應的τ和 在對數座標紙上繪制流動曲線，即可求得非牛頓指數（n）和熔體的表觀粘度（ηa）；改變溫度或改變毛細管長徑比，則可得到代表粘度對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。

三、實驗原料

熱塑性塑料如PE、PP、PS及其復合物粉料、粒料、條狀薄片或模壓塊料等；實驗前應根據材料類別和性質作相應處理，如干燥等。

    當塑料熔體通過毛細管口模時，由安裝在毛細管口模處的壓力傳感器和熱電偶測試出熔體的壓力和溫度，微機記錄下熔體壓力和溫度數值。

四、數據處理   

1、啟動操作應用軟件。

2、輸入實驗報告信息。

3、添加數據文件及輸入實驗參數,進行試驗操作。

4、篩選數據。查看篩選的數據，檢查數據的有效性和合理性。

5、顯示曲線，顯示數據。

6、試驗結束，打印保存數據及曲線。

7、關閉系統。