橡塑材料在加工成型的過(guò)程中，幾乎都要涉及其流動(dòng)性。例如，在擠出、注模、吹膜、壓延等工藝中，材料的流動(dòng)行為都是十分重要的。材料的流動(dòng)性不但影響加工行為，還會(huì)影響最終產(chǎn)品的力學(xué)性能。例如，分子取向?qū)δＫ墚a(chǎn)品，薄膜和纖維的力學(xué)性能都有很大影響。而分子取向的類型和程度主要是由加工過(guò)程中流動(dòng)場(chǎng)的特點(diǎn)和材料的流動(dòng)行為所決定。

研究聚合物材料的流動(dòng)與變形、塑化、熱剪切穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)流變性能和塑化行為并將結(jié)果用扭矩--時(shí)間和扭矩--溫度等用圖表形式表示出來(lái)的理想設(shè)備，可廣泛地應(yīng)用于科研和生產(chǎn)，是進(jìn)行科學(xué)研究以及指導(dǎo)生產(chǎn)的重要儀器。與研究材料流動(dòng)性的一般性儀器——粘度計(jì)相比，該流變儀提供了更接近于實(shí)際加工的動(dòng)態(tài)測(cè)量方法，可以在類似實(shí)際加工的情況下，連續(xù)、準(zhǔn)確可靠地對(duì)材料的流變性能進(jìn)行測(cè)定，如多組份物料的混合、熱固性樹(shù)脂的交聯(lián)固化、彈性體的硫化，材料的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性以及螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)體系加工性能的影響等。

適用范圍可以用來(lái)研究熱塑性材料的熱穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性、流動(dòng)和塑化行為，特點(diǎn)是能在類似實(shí)際加工過(guò)程中連續(xù)準(zhǔn)確可靠地對(duì)體系的流變性能進(jìn)行測(cè)定，還可以完成熱固性材料的固化特性測(cè)試。

應(yīng)用領(lǐng)域UPVC加工性能研究及材料開(kāi)發(fā)

熱塑性材料的開(kāi)發(fā)及加工性能研究

交聯(lián)、熱固性樹(shù)脂固化性能研究

教學(xué)科研應(yīng)用

結(jié)構(gòu)特征與工作原理

系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)控制、擠出式毛細(xì)管流變儀、毛細(xì)管測(cè)試模頭、數(shù)據(jù)采集測(cè)量系統(tǒng)、電子計(jì)算機(jī)、操作軟件等部分組成。

密煉主要由進(jìn)口伺服電機(jī)、高精度動(dòng)態(tài)扭矩傳感器、齒輪箱、密煉腔、溫度模塊、測(cè)量模塊、計(jì)算機(jī)、測(cè)控軟件等部分組成，其原理見(jiàn)圖2所示：

密閉式混合器相當(dāng)于一個(gè)小型的密煉機(jī)，由一個(gè) “∞”字型的可拆卸混合室和一對(duì)以不同轉(zhuǎn)速、相向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成。在混合室內(nèi)，轉(zhuǎn)子相向旋轉(zhuǎn)，對(duì)物料施加剪切，使物料在混合室內(nèi)被強(qiáng)制混合；兩個(gè)轉(zhuǎn)子的速度不同，在其間隙中發(fā)生分散性混合。                                           本機(jī)整體美觀，主體鈑金采用乳白色與藍(lán)色的配色方案，也可以根據(jù)用戶的要求顏色處理。不銹鋼部分采用SUS304不銹鋼。

計(jì)算機(jī)軟件具可數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、計(jì)算、分析和輸出功能，可根據(jù)用戶要求打印試驗(yàn)報(bào)告。

 圖3 各種轉(zhuǎn)子

示意圖

1－壓桿；2－加料口；3－密煉室；4－漏料；5－密煉機(jī)；6－緊急制動(dòng)開(kāi)關(guān)；

7－手動(dòng)面板；8－驅(qū)動(dòng)及扭矩傳感器；9－開(kāi)關(guān)；10－計(jì)算機(jī)

擠出式毛細(xì)管流變儀：擠出式毛細(xì)管流變儀主要由進(jìn)口伺服電機(jī)、減速器、擠出螺桿、口模、測(cè)控模塊、溫度模塊、壓力傳感器、電子計(jì)算機(jī)及測(cè)控軟件組成。其原理是經(jīng)由螺桿的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)物料經(jīng)由口模擠出，在這個(gè)過(guò)程中測(cè)量材料的剪切速率和剪切壓力，計(jì)算機(jī)物料在規(guī)定溫度下的粘度。同時(shí)，擠出式毛細(xì)管流變儀也可以做為生產(chǎn)工藝測(cè)驗(yàn)的儀器，通過(guò)更換不同類型的口模，以少量物料進(jìn)行實(shí)際的生產(chǎn)加工，在這個(gè)過(guò)程中通過(guò)控制擠出速度、熔體溫度、配方比例等多種手段，對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行驗(yàn)證。

擠出式毛細(xì)管流變儀的核心部分為一套精致的毛細(xì)管，具有不同的長(zhǎng)徑比（通常L/D =10/1，20/1，30/1，40/1等），通過(guò)不同長(zhǎng)徑比口模的對(duì)比試驗(yàn)（其它條件不變，如溫度等），得到不同的壓力值，經(jīng)由計(jì)算得到物料的粘度。

毛細(xì)管規(guī)格： 

編號(hào)直徑D（mm）毛細(xì)管長(zhǎng)L（mm）長(zhǎng)徑比L/D備注

11.2725.420標(biāo)配

238.130

350.840

41.53020選配

54530

66040

72.04020選配

86030

本設(shè)備配有不同參數(shù)的螺桿，在具有一定溫度的圓筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)，筒的另端設(shè)有送料斗。當(dāng)原料被送至筒的2/3處時(shí)逐步增塑，進(jìn)入到筒的剩余部分內(nèi)被均化，當(dāng)所有顆粒全部溶化后即可利用毛細(xì)管擠出模具成為母料或注入模具成形，同時(shí)設(shè)備也完成對(duì)材料的表現(xiàn)粘度與剪切速度及剪切應(yīng)力關(guān)系的測(cè)量。

擠出機(jī)可以根據(jù)不同的物料特性選擇不同類型的螺桿，螺桿的壓縮比不同，對(duì)物料的試驗(yàn)性能有很大的影響。螺桿可以方便的互換，以支持對(duì)不同物料的快速試驗(yàn)。

圖6 各種類型的螺桿

主要技術(shù)特性及配置可以用來(lái)研究熱塑性材料的熱穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性、流動(dòng)和塑化行為，其特點(diǎn)是能在類似實(shí)際加工過(guò)程中連續(xù)準(zhǔn)確可靠地對(duì)體系的流變性能進(jìn)行測(cè)定，還可以完成熱固性材料的固化特性測(cè)試。

電機(jī)功率：日本松下3.0kw伺服電機(jī)

電機(jī)轉(zhuǎn)速：3000 rpm

電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3.0  kw

減速器：1：20進(jìn)

動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速：0 ~ 150rpm

轉(zhuǎn)速控制精度：0 .05%F.S

溫度控制：5路測(cè)溫，其中4路控溫

靜態(tài)測(cè)量精度：0.1°C

溫度控制精度：±1°C

轉(zhuǎn)矩測(cè)量量程：0 ~ 250Nm

轉(zhuǎn)矩測(cè)量精度：0.1%F.S

熔體壓力測(cè)量量程：0.1 ~ 100 Mpa

熔體壓力測(cè)量精度：0.5%F.S

軟件：、測(cè)控軟件、聚合物熔體粘度測(cè)量數(shù)據(jù)處理軟件、擠出機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件、混合器數(shù)據(jù)處理軟件。

圖形顯示：轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、溫度、壓力

電壓：AC380V  7.5kw

混合器平臺(tái)可以進(jìn)行多組分熱塑性材料熱融合測(cè)試，熱固性材料固化性能測(cè)試，熱穩(wěn)定性測(cè)試，剪切敏感性測(cè)試，物料混煉等多種實(shí)驗(yàn)。

容    量：60ml

材    質(zhì)：304L

轉(zhuǎn)子類型：Roller

轉(zhuǎn)子處理：經(jīng)過(guò)高精度拋光后，表面鍍鉻

轉(zhuǎn) 速 比：3：2

扭矩：250 Nm

溫度：400℃

溫度傳感器：K 類熱電偶

加熱方式：電加熱

加熱器：加熱管

加熱總功率：1700W

加熱區(qū)：3路

雙螺桿擠出機(jī)組主要應(yīng)用于橡塑和工程樹(shù)脂的填充、共混、改性、增強(qiáng)、氯化聚丙稀和高吸水性樹(shù)脂的脫揮處理；可降解母粒、聚酰胺縮聚、聚氨酯加聚反應(yīng)的擠出，碳粉、磁粉的造粒、電纜用絕緣料、護(hù)套料、低煙低鹵阻燃型PVC電纜料及各種硅烷交聯(lián)料的制備等。

塑料單螺桿擠出機(jī)（材料38CrMOALA）（選配、價(jià)格另議）

L:D：25：1

螺桿直徑：φ20mm

螺桿壓縮比：2.5：1

溫度：350℃

加熱方式：電加熱

加熱區(qū)：5路

加熱總功率：4200W

溫度傳感器：K類熱電偶

機(jī)器體積（長(zhǎng)×寬×高）：1600×450×1300（mm）  

毛細(xì)管模具：φ1.27 長(zhǎng)徑比20：1、30：1、40：1模芯各一 

（φ1、φ2等其他規(guī)格的可選配、價(jià)格另議）

圓柱模頭（可選）：內(nèi)徑：Ф5，外徑: Ф10

平行異向雙螺桿擠出機(jī)（選配、價(jià)格另議）

螺桿類型：平行異向雙螺桿

螺桿直徑：42 mm

螺桿有效長(zhǎng)度：276mm 

螺筒有效長(zhǎng)度：276mm

溫度范圍：室溫~350℃

控溫精度：±0.5%F.S

溫度傳感器：K型熱電偶

加熱總功率：2500W

?？谝?guī)格：60×1.5mm

主要配置

序號(hào)構(gòu)      成型   號(hào)數(shù)量制  造  廠  家

主機(jī)HZJ-300A1臺(tái)

伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器3.0kW1臺(tái)日本松下

高精度減速機(jī)1：201臺(tái)進(jìn)口

高精度扭矩傳感器300Nm1臺(tái)合資

密煉機(jī)60mL1臺(tái)自產(chǎn)

溫度控制模塊室溫～350℃1套自產(chǎn)

數(shù)據(jù)采集模塊1套日本

高精度熔體壓力傳感器0～100MPa1臺(tái)上海

雙螺桿L/D = 40/11臺(tái)自產(chǎn)

計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、數(shù)據(jù)接口1臺(tái)品牌電腦

清料工具2套自產(chǎn)

內(nèi)六角扳手1套市場(chǎng)采購(gòu)

活動(dòng)扳手1只市場(chǎng)采購(gòu)

螺絲刀1只市場(chǎng)采購(gòu)

打印機(jī)噴墨打印機(jī)1臺(tái)惠普

軟件包試驗(yàn)軟件（適應(yīng)Win 7 ,10）2套

轉(zhuǎn)矩流變儀