流变仪介绍与分类

一、简介

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。

二、分类

1.旋转流变仪

　　A：控制应力型: 使用*多，如德国哈克(Haake)RS系列、美国TA的AR系列、英国Malven、奥地利Anton-Paar的MCR系列，都是这一类型的流变仪。前三家的产品马达采用托杯马达，托杯马达属于异步交流马达，惯量小，特别适合于低粘度的样品测试；Anton-Paar的流变仪采用永磁体直流马达，惯量稍大，但从原理上响应速度快，也是目前应力型流变仪的一种发展方向。这一类型的流变仪，采用马达带动夹具给样品施加应力，同时用光学***测量产生的应变或转速。

　　控制应力的流变仪由于有较大的操作空间，可以连接更多的功能附件。

　　B：控制应变型：目前只有美国TA的ARES属于单纯的控制应变型流变仪，这种流变仪直流马达安装在底部，通过夹具给样品施加应变，样品上部通过夹具连接倒扭矩传感器上，测量产生的应力；这种流变仪只能做单纯的控制应变实验，原因是扭矩传感器在测量扭矩时产生形变，需要一个再平衡的时间，因此反应时间就比较慢，这样就无法通过回馈循环来控制应力。

　　控制应变的流变仪由于硬件复杂，目前只有几种功能附件可供选择。

2.毛细管流变仪

　　毛细管流变仪主要用于高聚物材料熔体流变性能的测试；目前日本安田精机生产的半自动毛细管流变仪有轻载荷和重载荷两种类型，此试验机中还配备清扫机构，自动循环进行试验。这类设备工作原理是，物料在电加热的料桶里被加热熔融，料桶的下部安装有一定规格的毛细管口模（有不同直径0.25～2mm和不同长度的0.25～40mm），温度稳定后，料桶上部的料杆在驱动马达的带动下以一定的速度或以一定规律变化的速度把物料从毛细管口模种挤出来。在挤出的过程中，可以测量出毛细管口模入口出的压力，在结合已知的速度参数、口模和料桶参数、以及流变学模型，从而计算出在不同剪切速率下熔体的剪切粘度。

3.转矩流变仪

　　实际上是在实验型挤出机的基础上，配合毛细管、密炼室、单双螺杆、吹膜等不同模块，模拟高聚物材料在加工过程中的一些参数，这种设备相当于聚合物加工的小型实验设备，与材料的实际加工过程更为接近，主要用于与实际生产接近的研究领域。

4.界面流变仪

目前这种流变仪有振荡液滴、振荡剪切等几种原理；是流变测试中*难以准确实现的一个领域；还没有一种特别好而又通用的方法。

三、使用说明

　　主要有锥板式、平行板式、同轴圆筒式和毛细管式。

　　锥板式为精密流变仪，可测多种材料函数，适用于较高黏度的高分子和熔体。溶液

　　平行板式为锥板式的附件，作为补充适于较黏高分子溶液熔体和多相体系。

　　同轴圆筒式为便易黏度计，适合低黏、低弹性。流体

　　毛细管式适合于宽范围表观黏度测定(尤其适于高速、高黏流体)，剪切速率及流动时的流线，几何形状与挤出注模时的实际条件相似。可**测量材料的黏度、弹性和流变特性。

　　目前测定高聚物剪切黏度和流动性的仪器有以下几类：落球型、转动型(包括各种改良型门尼黏度仪)，振荡型(扭转振动流变仪和圆盘振荡流变仪)、混炼机型[布拉本德(Brabender)塑性计]和毛细管挤出型(毛细管流变仪和加工性能测定仪)等。上述各种测试仪器和测定方法各有其优缺点和适用范围，可互相补充。