简述流变仪在高分子物理实验中的应用 流变仪工作原理

将流变仪应用于高分子物理实验教学，可以使学生加深对高分子物理理论课中聚合物粘弹性与流变性能的理解。简要介绍了旋转流变仪的基本试验方法和主要检测功能，并通过一些实例阐述了旋转流变仪在高分子物理实验教学中的具体应用。该实验的设置可以使学生通过实验巩固高分子物理知识，分析流变实验中体现的具体的高分子物理问题，更好地理解与掌握高分子科学的基本理论。

　　

　　高分子物理是高分子材料相关专业的本科必修专业基础课，主要研究聚合物的结构-性能-分子运动之间的关系。通过开设高分子物理实验，一方面可以使学生增加感性认识，加深对课堂理论知识的理解，另一方面可以使学生掌握聚合物结构和性能测定的基本方法，培养学生的实验技能。

　　

　　聚合物流变性能测试是观察高分子材料内部结构的窗口，不仅可以认识聚合物的结构与性能的关系，还能简便地进行高分子材料的质量检测和质量控制，从而对其加工成型过程提供理论指导。旋转流变仪是研究高分子材料流变性能重要的流变学测试系统，它不仅可以测量聚合物流体的粘度，还能在较宽的频率、温度范围内研究聚合物的动态粘弹性，从而揭示聚合物体系内在的结构-性能-分子运动之间的关系。

　　

　　流变仪即用于测定聚合物熔体、聚合物溶液、悬浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流变性质的仪器。

哈克流变仪的工作试验方法1.哈克流变仪是通过计算机测定各种压力作用时，各种规格的毛细管在不同的升温速率下，不同温度时的挤出速度。2.可以类似实际加工的情况下连续准确可靠地对材料的流变性能进行测定。3.是在稳定或者变速的情况下测量扭矩，用夹具因子将物理量转化成流变学的参数。4.有振荡液滴、振荡剪切等几种试验方法，用于测量小振幅下的动态力学性能。哈克流变仪的基本结构可分为三部分① 微机控制系统用于实验参数的设置及实验结果的显示；② 机电驱动系统用于控制实验温度转子速度、压力， 并可记录温度、压力和转矩随时间的变化；③ 可更换的实验部件一般根据需要配备密闭式混合器或螺杆挤出器。系统组成系统结构设计采用单柱摆头台式设计，保证结构强度，清理方便。传动结构采用台湾品牌精密滚珠丝杠实现动能的传递，调速系统采用AC伺服系统实现位移和压力的控制。加热单元采用螺旋状加热丝整体加热，料筒整体温度均匀。高科技的测控系统和软件界面简洁直观，可以设置测试模式、和相关运行参数，实时显示有关曲线和计算结果。哈克流变仪的适用范围1、本机适用于测定塑料及高分子材料的剪切速率和在一定温度条件下，测定剪切应力作用下熔体的流动性，包括热塑性塑料的表观粘度和热固性材料的表观粘度。2、可以在恒压下、恒速度、恒温度、不同的升温速率下、不同温度、不同剪切速率等下工作，通过软件自动测定出不同塑料在不同口模环境下的压力、温度、速度等检测参数。软件自动绘制曲线，并且进行数据的保存、打印等。3、可根据用户要求定制不同的规格的（低温型、高温型、不同压力、不同料杆直径等）机型。本机型是低压、单压头、单住结构。 关于流变仪的用途介绍

流变仪，即用于测定聚合物熔体、聚合物溶液、悬浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流变性质的仪器。

分为旋转流变仪、毛细管流变仪、转矩流变仪和界面流变仪。

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。

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*早是由Couette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，即控制施加的应力，测量产生的应变。

对于应变控制型流变仪，一般有两种施加应变及测量相应的应力的方法

一种是驱动一个夹具，并在同一夹具上测量应力，应用这种方法的流变仪有Haake，Conraves，Ferranti-Shirley和Brookfield流变仪；

而另一种是驱动一个夹具，在另一个夹具上测量应力，应用这种方法的流变仪包括Weissenberg和Rheometrics流变仪。

对于应力控制型流变仪，一般是将力矩施加于一个夹具，并测量同一夹具的旋转速度。

在Searle*初的设计中，施加力矩是通过重物和滑轮来实现的。现代的设备多采用电子拖曳马达来产生力矩。

用途

1、对材料结构的表征，包括对聚合物分子量和分子量分布的定性和定量分析，以及对聚合物的支化性能、填充性能、拉伸性能和玻璃化转变温度等的分析。

2、模拟聚合物的加工条件，评定聚合物的加工性能。通过对加工过程的分析，以正确选择加工工艺条件并指导配方设计。

3、对原材料、半成品和成品的性能做出评价。

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