03 第三章 毛细管流变仪

毛细管流变仪实验报告
《毛细管流变仪实验报告》
实验目的：通过毛细管流变仪实验，探究不同溶液在毛细管内的流动特性，了
解流变学的基本原理。

实验原理：毛细管流变仪是一种用于测量流体流动性质的仪器，通过观察毛细
管内流体的流动情况，可以得出流体的粘度、流变特性等参数。

实验中，我们
将不同浓度的聚合物溶液注入毛细管中，通过观察溶液在毛细管内的流动情况，来研究溶液的流变特性。

实验步骤：
1. 将毛细管流变仪调整到适当的工作状态，保证仪器处于稳定状态。

2. 准备不同浓度的聚合物溶液，并将其注入毛细管内。

3. 观察溶液在毛细管内的流动情况，记录流动时间、流速等参数。

4. 根据实验数据，计算出溶液的粘度、流变指数等参数。

实验结果：通过实验我们得到了不同浓度的聚合物溶液在毛细管内的流动情况，发现随着浓度的增加，溶液的粘度也随之增加，流速减小。

通过对实验数据的
分析，我们得出了不同浓度的聚合物溶液的流变特性，了解了溶液的流动规律。

实验结论：毛细管流变仪实验为我们提供了一种直观的方法，来研究流体的流
变特性。

通过实验我们了解了不同浓度的聚合物溶液的流动规律，得出了溶液
的粘度、流变指数等参数，为我们深入理解流变学的基本原理提供了重要的实
验数据。

总结：毛细管流变仪实验为我们提供了一种直观的方法，来研究流体的流变特性。

通过实验我们了解了不同浓度的聚合物溶液的流动规律，得出了溶液的粘
度、流变指数等参数，为我们深入理解流变学的基本原理提供了重要的实验数据。

希望通过这次实验，我们能够更加深入地了解流变学的理论知识，为今后的科研工作提供有力的支持。

毛细管流变仪的原理及应用毛细管流变仪是一种常用的实验仪器，用于研究流体的流变特性。

它的原理是基于毛细管现象和流体的黏性耗散行为。

毛细管现象是指当流体通过一个细长管道或孔时，由于表面张力的作用，会导致流体在管道或孔中产生压力差。

流体的黏性耗散行为是指在流体内部，由于分子间的相互作用力，使流体具有一定的粘性和黏滞性。

毛细管流变仪通过放置一个细长的毛细管在一个流体样品中，通过施加一个小的外力，来测量流体的流变特性。

具体操作步骤如下：首先选择合适的毛细管，并将其放在样品中，待样品充分湿润毛细管表面后，通过施加一个小的压力或重力，使样品在毛细管中发生流动。

然后，通过测量毛细管两端高度差或流速来确定流动速度，进而计算出流体的黏度。

根据施加不同的压力或重力，可以得到流体在不同剪切应力下的流变行为，从而分析流体的黏性特性和流变性质。

毛细管流变仪有着广泛的应用领域。

首先，在化学领域，毛细管流变仪可以用来研究聚合物的流变行为，如聚合物的黏度、流变特性及其与温度、浓度和外界条件的关系。

此外，毛细管流变仪还可以用于研究溶胶和胶体的流变行为，如悬浮液、乳液和微粒分散体系的流变特性，以及聚集态的形成与破坏机制。

其次，在材料科学领域，毛细管流变仪可以用于研究液态材料和凝胶材料的流变性质，如胶体浆料、涂料和粘合剂的黏度、流变特性以及随时间的变化。

毛细管流变仪还可以用于研究纳米材料的流变行为，如纳米颗粒的分散性、聚集与分散机制以及与溶剂、表面改性剂等的相互作用。

此外，在食品科学领域，毛细管流变仪可以用来研究食品的流变特性，如浆料、糊状物和乳状液的黏度、流变行为以及与温度、配方等因素的关系。

毛细管流变仪还可以用于研究食品加工过程中流体的流变行为，如搅拌、混合、输送、喷雾等。

研究流体的流变性质和流变行为对于食品的加工和质量控制具有重要意义。

总之，毛细管流变仪的原理基于毛细管现象和流体的黏性耗散行为，通过测量流体在毛细管中的流动速度和施加的剪切应力，来研究流体的黏性特性和流变性质。

毛细管流变仪毛细管流变仪可以测定高分子材料的流动性和固化速度，可绘制高分子材料的应力应变曲线、塑化曲线，测定软化点、熔融点、流动点的温度。

测定高分子材料熔体的粘度及粘流活化性，还能讨论熔融纺丝的工艺条件。

目录功能特点参数配置功能1、毛细管流变仪为测定高分子材料的流动性和固化速度。

测定高分子材料熔体的粘度及粘流活化性，还能进行讨论熔融纺丝的工艺条件。

2、毛细管流变仪可绘制高分子材料的应力应变曲线、塑化曲线，测定软化点、熔融点、流动点的温度。

3、毛细管流变仪流变仪为计算机测控智能化恒压式毛细管流变仪，能在恒压下和恒速度下工作，通过计算机测定各种压力作用下的各种规格毛细管在不同的升温速率下、不同温度时的挤出速度。

通过计算机，记录挤出速度、压力和加热温度，自动处理成粘度数，并绘制曲线，打印完整报告单。

特点1、毛细管流变仪可以测定高聚物的软化点、熔点、流动点、粘度粘流活化能，热固性材料的固化温度等性能指标。

2、毛细管流变仪采纳负荷加载，设计合理，计算机掌控并实现负荷连续加载，掌控精度高，稳定性能好。

3、控温系统及掌控方式性能优越，利于测定不同温度下高分子材料的变化及相关性能。

此仪器用计算机掌控并绘制试验曲线，显试时时曲线变化，并得出的agen—poiseuille、Rabinowitsch、melt flow rute等方程数据。

参数1、控温范围：室温～400℃±1℃2、升温速率：1，2，3，4，6℃/min，连续可调，并可快速升温3、控温精度：显示±0.5℃，辨别率：0.1℃4、塞头直径：φ11.28 —0.05 mm—0.012mm5、塞头面积：1cm 26、工作电源：220V，50Hz,功率400W7、测定压力范围：1—50MPa±1%8、出料口规格（直径×长度）：1×5、1×10、1×20、1×40（mm×mm）9、出料口材料：碳化钨10、传感器的额定负荷值：5KN11、负荷测量精度：±1%12、负荷辨别率：100000码13、速度设定：500mm/min — 0.001 mm/min14、位移精度：±0.5%15、变形精度：±1%16、变形辨别率：0.01mm配置1、主机一套2、高精度控温表带升温速率1块3、日本松下伺服掌控系统一套4、日本松下电机1台5、数据采集系统一套6、数据处理系统一套7、高精度数显标尺1块8、高精度传感器一只9、联想品牌计算机一套10、彩色喷墨打印机一台11、专用试验软件一套（含光盘一张）12、专用工具一套13、说明书一份14、保修卡一份15、合格证书一份。

实验3用毛细管流变仪测定聚合物熔体的流变性能当温度处于流动温度（或熔点）与分解温度之间时，线型聚合物呈现粘流态，成为熔体。

绝大多数线型聚合物的成型加工都是在熔融态进行的，特别是热塑性塑料的加工。

例如，树脂要加热到粘流温度以上才能模塑、挤出、吹塑、浇注薄膜、注射成型或者熔融纺丝等，即必须通过物料的粘性流动来实现。

因此，研究聚合物熔体的流变性是正确进行加工成型的重要理论基础。

一、实验目的1. 了解聚合物的流变行为及其重要性。

2. 掌握使用挤压式毛细管流变仪测量聚合物流变特性的方法。

3. 测定聚丙烯的流动曲线和表观粘度与剪切速率的依赖关系。

二、实验原理高分子聚合物流变行为的测定，对加工及合成都是极其重要的。

因为对聚合物进行成型加工时一般都包括一个熔体在压力下的挤出过程，用流变仪可以测定熔体在毛细管中的剪切应力和剪切速率的关系，直接观察挤出物的外形，通过改变长径比来研究熔体的弹性和不稳定流动，测定聚合物的状态变化等。

对聚合物流变性能的研究，不仅可为加工提供最佳的工艺条件，为塑料机械设计参数提供数据，而且可在材料选择、原料改性方面获得有关结构和分子参数等有用的数据。

所以，聚合物流变学已成为塑料成型加工工艺的理论基础之一。

目前用来研究聚合物流变性能的仪器主要有三种：落球式粘度计，转动式流变仪，毛细管流变仪。

γ&1～106 s），所以用得较多。

由于毛细管流变仪测定熔体的剪切速率范围较宽（=10聚合物在料筒中被加热熔融后，在一定负荷作用下，面积为1cm2的柱塞将聚合物熔体经由毛细管挤出，通过位移测量由电子记录仪自动记录挤出速度，另一记录笔同时记录温度。

经过计算，可以求得剪切应力、剪切速率和粘度的关系以及力学状态变化（软化点、熔融点和流动点）。

本实验使用XLY-Ⅱ型挤压式毛细管流变仪，仪器原理如图3-1所示。

Array图3-1毛细管式流变仪原理图由该流变仪可测得熔体通过毛细管的挤出速度v（如图3-2记录的流动速率曲线所示）。

毛细管流变仪的原理及应用1. 毛细管流变仪的原理毛细管流变仪是一种用来研究和测试物质的流变性质的仪器。

它主要基于毛细管流动的原理来测量物质的粘度和流变性质。

下面将详细介绍毛细管流变仪的原理。

1.1 毛细管流动原理毛细管流动是一种微小尺度下的流体流动现象。

当流体通过毛细管时，由于毛细管的直径很小，表面张力的作用导致流体在毛细管内壁附近形成一层静水压力。

这种静水压力与毛细管半径、表面张力和液体的接触角有关。

根据毛细管流动的现象，可以利用毛细管流变仪来测量物质的流变性质。

1.2 毛细管流变仪的工作原理毛细管流变仪主要由一个微小的毛细管和一个液体样品室组成。

液体样品通过某种方式进入毛细管，然后通过精确控制压力和流速来测量样品在毛细管内的流动情况。

毛细管流变仪根据毛细管内流体的压力和流速变化来计算出物质的粘度和流变性质。

2. 毛细管流变仪的应用毛细管流变仪在很多领域都有着广泛的应用。

下面将介绍几个常见的应用领域。

2.1 药物研发在药物研发中，毛细管流变仪可以用来测试药物的黏度和流变性质。

这有助于研发人员确定最佳的药物配方，以便药物能够更好地在人体内吸收和释放。

2.2 食品工业在食品工业中，毛细管流变仪被广泛用于测量食品的流变性质，如酱油、果酱、果膏等。

这有助于控制和改进食品的质量和口感。

2.3 石油工业在石油工业中，毛细管流变仪可以用来研究原油和油品的流变性质。

这对于油田勘探、油品精炼和输送过程中的流体性能评估非常重要。

2.4 塑料工业在塑料工业中，毛细管流变仪可以用来测试不同塑料材料的流变性质。

这有助于工程师选择最适合的材料，并控制塑料制品的生产过程。

2.5 化妆品工业在化妆品工业中，毛细管流变仪可以用来测试化妆品的流变性质，如乳液、精华液等。

这有助于改进产品的配方和质量。

3. 流变性质的评估参数在毛细管流变仪的测试中，一些常见的流变性质参数包括：•粘度：描述物质抵抗流动的能力，单位为帕·秒（Pa·s）。

专利名称：一种毛细管流变仪专利类型：实用新型专利
发明人：吴宗周
申请号：CN201420800568.7申请日：20141216
公开号：CN204330524U
公开日：
20150513
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种毛细管流变仪，包括：由侧壁和与所述侧壁相接的上端盖和下端盖组成的加热炉(1)；两端开放、置于所述加热炉(1)内部的料筒(2)，其中，所述料筒(2)顶端与所述加热炉(1)的第一通孔相接，所述料筒(2)底部设置有毛细管且所述毛细管底部与所述加热炉(1)下端盖的第二通孔相平；与料筒(2)相配合的柱塞(3)，用于驱动所述料筒(2)中的物料，所述柱塞(3)顶端设置有驱动柱塞(3)运动的驱动装置(31)；用于测量所述料筒(2)中物料位移的位移传感器(4)。

该毛细管流变仪结构简单，体积小，操作方便，能够计算出熔体的流变参数。

申请人：吴宗周
地址：610000 四川省成都市武侯区一环路南一段24号南园8栋1单元4楼11号
国籍：CN
代理机构：北京康信知识产权代理有限责任公司
代理人：吴贵明
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