流變性能測定ppt課件-文庫吧資料
2025-05-07 06:44本頁面
【正文】 溫度下丁苯橡膠的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速關(guān)系，坐標軸采用雙對數(shù)坐標，可見，在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩的對數(shù)值與轉(zhuǎn)速的對數(shù)值成正比關(guān)系，即 ? 其中， t是結(jié)構(gòu)粘性系數(shù)， A與 t可通過實驗數(shù)據(jù)獲得。當物料很不均勻，物料在工作表面打滑，物料發(fā)生不穩(wěn)定流動時， Λ較大。轉(zhuǎn)矩第二次達到穩(wěn)態(tài)所需的時間通常為 315min。經(jīng)過一段時間后，在熱和力的作用下，隨著 交聯(lián)或降解的發(fā)生 ，轉(zhuǎn)矩會有大幅度的升高或降低。 ? 實驗結(jié)果有：轉(zhuǎn)矩隨時間變化曲線＼溫度隨時間變化曲線＼轉(zhuǎn)矩隨溫度變化曲線等． ? 用途： 研究高分子材料的熔融塑化行為＼高分子材料的熱穩(wěn)定性＼反應(yīng)性加工過程的反應(yīng)程度＼流動與材料交聯(lián)的關(guān)系＼流動與材料燒焦的關(guān)系＼增塑劑的吸收特性＼ＰＶＣ的塑化和凝膠行為＼熱固性塑料的擠出行為等．如用來評價ＰＶＣ的加工塑化行為 ． ? 圖中Ａ為 加料峰 ，此時物料較冷， ? 自由旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子受到來自固體粒 ? 子或粉末的阻力，轉(zhuǎn)矩急劇上升 ? ，當此阻力被克服后，轉(zhuǎn)矩開始 ? 下降并在較短的時間內(nèi)達到穩(wěn)態(tài)， ? 當粒子表面開始熔融并發(fā)生聚集時，轉(zhuǎn)矩再次升高，達到塑化峰Ｐ ，與Ｐ對應(yīng)的時間為塑化時間 tp，Ｍ p為最大塑化轉(zhuǎn)矩。 24pFpd???0002.2 ( . ) 2 ( ) 2( ) ( )2.wpppp R pLLL e R eRRRDp p F FL d L??? ? ???? ? ?? ?? ? ? ? ? ?正2.2.w pp R D FL d L? ????2233.44 .ppwdQVdQrVRR???? ??lglg wwdndr???正314wwnrrn? ??wawr?? ? 正r? ６ .出口區(qū)的流動行為 ? 在毛細管流變儀出口區(qū)，粘彈性流體表現(xiàn)出特殊的流動行為，主要表現(xiàn)為擠出脹大現(xiàn)象和出口壓力降不為０． ? 擠出張大現(xiàn)象及影響因素前面已介紹過． ? 出口壓力降不為０，是粘彈性流體在毛細管出口處仍具有剩余可恢復(fù)彈性能的表現(xiàn)． ? ７ .應(yīng)用 ? （１）聚合物剪切粘度的研究 ? （２）聚合物熔體彈性的研究 ? 通常擠出張大現(xiàn)象是通過在毛細管出口處，采用直接照相＼激光掃描直接測量得到，但測量誤差較大． ? ＨＤＰＥ在１８０ ℃ ? 不同剪切速率下的Ｂ ? 與Ｌ／Ｄ關(guān)系 ? 可見，當Ｌ／Ｄ較小時，隨Ｌ／Ｄ增大，Ｂ減少，表明毛細管越長，物料在入口區(qū)形成的彈性形變得到更多的松弛．當Ｌ／Ｄ較大，Ｂ幾乎不變，說明入口區(qū)的影響已不明顯，主要來自毛細管內(nèi)穩(wěn)定剪切流動造成的分子拉伸和取向． ? ＨＤＰＥ從毛細管 ? Ｌ／Ｄ＝２０中以 ? 不同速度擠出時的 ? Ｂ與Ｄ r／Ｄ關(guān)系 ? Ｄ r為料筒內(nèi)徑．當Ｄ r／Ｄ較小，Ｂ隨Ｄ r／Ｄ增大而增大，當Ｄ r／Ｄ較大時，Ｂ變化不明顯．當料筒直徑較小時，物料在入口區(qū)的拉伸變形較少，此時料筒直徑增大將使拉伸變形增大，從而使Ｂ增大，當料筒直徑已足夠大，入口區(qū)的收縮流動不再變化，則Ｂ幾乎不變． ? ＨＤＰＥ在不同溫度下從毛細管Ｌ／Ｄ＝２０中擠出時的Ｂ與剪切速率關(guān)系 ? 可見，Ｌ／Ｄ一定，Ｂ隨剪切速率增大而增大，隨Ｔ升高而降低． ? １ .結(jié)構(gòu)與用途 ? 基本結(jié)構(gòu)：三部分 流變儀主體 ? 混合測量裝置 ? 電控儀表系統(tǒng) ? 優(yōu)點：可模擬多種高分子材料實際加工過程，如小型密閉式混合器，小型螺桿擠出器 ? 采用混合器測試時，高聚物以粒子或粉末的形式自加料口加入到密閉混煉室中，物料受到上頂栓的壓力，并且通過轉(zhuǎn)子表面與混合室壁之間的剪切、攪拌、擠壓，轉(zhuǎn)子之間的捏合、撕扯，轉(zhuǎn)子軸向翻搗、捏煉等作用，實現(xiàn)物料的塑化、混煉，直至達到均勻狀態(tài)。用 作為均勻的壓力梯 ? 度，來補償入口管壓力的較大下降。 ? 右圖給出料筒與毛細管中物料內(nèi)部壓力的分布情況，可以看出，對于粘彈性流體，當從料筒進入毛細管時，存在一個很大的入口壓力損失，相對而言，出口壓力降比入口壓力降小得多，所以暫不考慮出口壓力降的影響。這兩項能量的損失，使得在毛細管入口處的壓力降并不反映真實的壓力降。 ? 這樣，管壁上牛頓流體的切變速率： 22 2 2.( ) ( ) (1 ( ) )44p p R rV r R rL L R????? ? ? ?400( ) ( ) .2 8RR RpQ V r dr V r rdr L?? ? ?? ? ???3.42wp R QrLR???? ??? 對于冪律流體，有 ? 則 ? 將上式對 r積分，同樣邊界條件 r=R， V=0，得線速度分布式： ? 將上式對 r作整截面 f積分 ,求得體積流速 Q ? 當 n=1,K= ,即返回上面計算得到的牛頓流體的體積流速。 ? 可見， 隨 r增大而增大，在管中心 r=0則 =0。 ? 2． 2剪切速率計算 ? 不象上面剪切應(yīng)力計算那么簡單，它與流過毛細管的物料種類有關(guān)。 ? τ2πr L= △ p πr2 ? 圓柱面上的切應(yīng)力為 : τ= △ p r/2L ? τ在中心層為 0，在管壁處 R處最大，在管壁上的切應(yīng)力： τw= △ pR/2L ? 可見，只要毛細管內(nèi)的壓力梯度確定，管內(nèi)任一點的剪切應(yīng)力也隨之確定，這樣，一個測剪切應(yīng)力的的問題即為測壓力梯度的問題，即只要測出毛細管兩端的壓力差除以毛細管長度即可。 ? 2． 1運動方程及剪切應(yīng)力的計算 ? 假設(shè)：流體內(nèi)不可壓縮，流場是等溫的穩(wěn)定層流，流道壁上無滑移。這一定義對牛頓型流體的常數(shù)粘度和非牛頓型流體的表觀粘度均能成立。下面分別討論。入口附近有明顯的流線收斂行為，它將影響物料剛剛進入毛細管區(qū)的流動，使得流入毛細管一段距離后，才能發(fā)展成穩(wěn)定的流線平行的層流。 ? 根據(jù)測量原理的不同，毛細管流變儀分為 恒速型 和 恒壓型 兩類，恒速型儀器預(yù)置柱塞下壓速度為恒定，待測定的量為毛細管兩端
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