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实验二流变仪法测定塑料熔体的流变性能一、实验目的1.了解转矩流变仪的结构与测定聚合物流变性能的原理。
2.熟悉并掌握在转矩流变仪上测定剪切应力、剪切速率、粘度的方法。
二、实验原理毛细管流变仪是研究聚合物流变性能最常用的仪器之一，具有较宽广的剪切速率范围。
毛细管流变仪还具有多种功能，既可以测定聚合物熔体的剪切应力和剪切速率的关系，又可根据毛细管挤出物的直径和外观及在恒应力下通过改变毛细管的长径比来研究聚合物熔体的弹性和不稳定流动现象。
这些研究为选择聚合物及进行配方设计，预测聚合物加工行为，确定聚合物加工的最佳工艺条件（温度、压力和时间等），设计成型加工设备和模具提供基本数据。
聚合物的流变行为一般属于非牛顿流体，即聚合物熔体的剪切应力与剪切速率之间呈非线性关系。
用毛细管流变仪测试聚合物流变性能的基本原理是：在一个无限长的圆形毛细管中，聚合物熔体在管中的流动是一种不可压缩的粘性流体的稳定层流流动，毛细管两端分压力差为ΔP，由于流体具有粘性，它必然受到自管体与流动方向相反的作用力，根据粘滞阻力与推动力相平衡等流体力学原理进行推导，可得到毛细管管壁处的剪切应力τ和剪切速率γ&与压力、熔体流率的关系。
τ=RΔP/2L γ=4Q/πR3ηa =πR4ΔP/8QL式中R－毛细管半径，cm；L－毛细管长度，cm；ΔP－毛细管两端的压差，Pa；Q－熔体流率，cm3/s；ηa－熔体表观粘度，Pa·s。
在温度和毛细管长径比L/D一定的条件下，测定不同压力ΔP下聚合物熔体通过毛细管的流动速率Q，可计算出相应的τ和γ&，将对应的τ和γ在双对数坐标上绘制τ－γ流动曲线图，即可求得非牛顿指数n和熔体表观粘度ηa。
改变温度和毛细管长径比，可得到代表粘度对温度依赖性的粘流活化能Eη以及离模膨胀比B等表征流变特性的物理参数。
大多数聚合物熔体是属非牛顿流体，在管中流动时具有弹性效应、壁面滑移等特性，且毛细管的长度也是有限的，因此按以上推导测得的结果与毛细管的真实剪切应力和剪切速率有一定的偏差，必要时应进行非牛顿改正和入口改正。
塑料熔体流变性（毛细管流变仪）（参考GB/T 16582——1996部分结晶聚合物熔点试验方法毛细管法）塑料熔体流变性有多种测定方法，通常随使用的仪器类型而不同，用于测量流变性能的仪器一般称为流变仪，有时又叫粘度计。
在测定和研究塑料熔体流变性的各种仪器中，毛细管流变仪是一种常用的较为合适的实验仪器，它具有多种功能和宽广范围的剪切速率容量。
毛细管流变仪即可以测定塑料熔体在毛细管中的剪切应力和剪切速率的关系，又可以根据挤出物的直径和外观或在恒定应力下通过改变毛细管的长径比来研究熔体的弹性和不稳定流动（包括熔体破裂）现象。
从而测其加工行为，作为选择复合物配方、寻求最佳成型工艺条件和控制产品质量的依据；或者为辅助成型模具和塑料机械设计提供基本数据。
一、实验目的1、掌握塑料熔体流变性的测试原理；2、了解转矩流变仪的操作方法；二、实验原理毛细管流变仪测试的基本原理是：设定一个无限长的圆形毛细管中，塑料熔体在管中的流动为一种不可压缩的粘性流体的稳定层流流动；由于流体具有粘性，它必然受到来自管壁与流体方向相反的作用力。
通过粘滞阻力应与推动力相平衡等流体力学过程原理的推导，可得到管壁处的剪切应力和剪切速率与压力、熔体流速的关系如下：材料流经毛细管时的剪切应力为：τ=R·⊿P/2L （1）其中 R—毛细管的内半径，这里 R=0.635 mm⊿P—材料流经毛细管的压力差kg/cm2L—毛细管的长度，例如选择长径比为30：1的毛细管，L=38.1mm 剪切速率为：=4Q/πR3 (2)其中 Q—挤出流量cm3/s由此，在温度和毛细管长径比（L/2R）一定的条件下，测定不同的压力下塑料熔体通过毛细管的流动速率Q，由流动速率和毛细管两端的压力差⊿P，可计算出相应的剪切应力和剪切速率，将一组对应的τ和在对数座标纸上绘制流动曲线，即可求得非牛顿指数（n）和熔体的表观粘度（ηa）；改变温度或改变毛细管长径比，则可得到代表粘度对温度依赖性的粘流活化能；以及离模膨胀比等表征流变特性的物理参数。
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。
聚合物材料熔体流变曲线测定实验目的1．了解高分子材料熔体流动变形特性以及随温度、应力、材料性质塑化性能变化规律；2．掌握由高分子材料流变特性拟定成型加工工艺的方法；3．熟悉毛细管流变仪测定高分子材料流变性能的原理及操作。
实验原理毛细管流变仪测试的基本原理是：设定在一个无限长的圆形毛细管中，塑料熔体在管中的流动为一种不可压缩的黏性流体的稳定层流流动；毛细管两端的压力差为△P，由于流体具有粘性，它必然受到自管体与流动方向相反的作用力，通过粘滞阻力应与推动力相平衡等流体力学过程原理的推导，可得到管壁处的剪切应力（ζw）和剪切速率（γw）与压力、熔体流率的关系。
ζw=式中 R——毛细管的半径（cm）L——毛细管的长度（cm）△P——毛细管两端的压力差（Pa）γw=4Q/∏R3式中Q——熔体容积流率（cm3/s）由此，在温度和毛细管长径比（L/D）一定的条件下，测定在不同的压力下塑料熔体通过毛细管的流动速率（Q），由流动速率和毛细管两端的压力差△P，可计算出相应的ζw和γw 值，将一组相应的ζw和γw在双对数座标纸上绘制流动曲线图，即可求得非牛顿指数（n）和熔体表现粘度（ηa）。
但是，对大多数塑料熔体来说都属于非牛顿液体，而且实验中毛细管长度有限，因此，必须进行“非牛顿改正”和“入口改正”，才可得毛细管壁上的真实剪切速率和剪切应力。
主要原料及设备仪器主要原材料：LDPE 18D 粒料，大庆石化；分5组，每组1g；仪器设备：CFT－500D毛细管流变仪（恒负荷）毛细管口模长径比（L/D）：10:1；直径：1mm；活塞截面积：1cm2实验条件与操作1、条件实验温度：190℃预热时间：200s实验负荷：20kg；30kg；50kg；70kg；90kg砝码重量＝（实验负荷－5）/10砝码重量：1.5kg；2.5kg；4.5kg；6.5kg；8.5kg2、操作A 、启动HAAKE 微机控制转矩流变仪的微机及动力系统，按实验要求设定所用的实验参数。
毛细管流变仪功能及特点毛细管流变仪是一种用于研究和测定物质的流变性质的仪器。
它通过测量物质在外力作用下产生的应变和应力之间的关系来探究物质内在的力学性质。
下面我们来详细介绍一下毛细管流变仪的功能和特点。
功能毛细管流变仪主要是用来测量物质在流变学条件下的性质，并且通过精确的测量得出流变学参数，从而研究物质的力学行为。
具体的功能如下：测量应力和应变毛细管流变仪的主要功能是测量物质在应力下发生的应变。
当物质受到外力作用时，由于其内在结构的变化，会产生一定量的应变。
毛细管流变仪可以通过在试样上施加一定的应力，来测量物质的应变值。
测量剪切粘度毛细管流变仪还可以测量物质在剪切应力下的粘度。
当物质受到剪切作用时，内部分子间的相互作用力会发生变化，导致物质的粘度发生变化。
毛细管流变仪可以精确地测量物质的剪切粘度，从而为科学研究和工业生产提供重要的参考数据。
分析物质的流变特性毛细管流变仪可以帮助我们更深入地理解物质的流变特性。
通过测量物质的应变和应力之间的关系，可以获得物质的一些重要流变学参数，如弹性模量、黏弹性模量、流变指数等，从而对物质的力学特性有更全面的了解。
特点毛细管流变仪具有以下一些特点：精度高毛细管流变仪采用先进的测量技术和精密的控制系统，可以实现精度高、稳定性好的测量结果。
通过对试样的测量，可以获得非常精确的流变学参数，为科学研究和工业生产提供了可靠的数据支持。
测量范围广毛细管流变仪可以测量多种类型的物质，覆盖了从低粘度的液体到高粘度的固体的范围。
无论是粘度高低、状态液态或固态、化学特性如何，毛细管流变仪都能处理。
实验过程简便毛细管流变仪操作简单，通常只需要插上适当的传感器，设置合适的实验参数，即可进行测量。
传感器可以方便地悬挂于试样上方或插入试样中，实验过程非常简便。
灵敏度高毛细管流变仪能够精确、快速地测量试样的流变学参数，并对试样的变化做出及时的反应。
其灵敏度高，能够准确感知试样在不同温度、压力和剪切速率下的流变特性变化。
聚合物流变性能测试一、实验目的1、熟悉和了解RHEOGRAPH25型流变仪的工作原理及操作方法。
2、掌握将计算机输出流动曲线（σ-γ曲线）转换为其他形式流动曲线（lg σ-lgγ）、（lg η-lgγ）的方法。
3、掌握非牛顿指数n的计算方法。
4、掌握利用Arrhenius方程计算粘流活化能Eη的方法。
二、RHEOGRAPH25型流变仪工作原理毛细管流变仪是目前发展得最成熟、应用最广的流变测量仪之一，其主要优点在于操作简单，测量准确，测量范围宽(剪切速率γ：10-2～105s-1 )。
毛细管流变仪测试聚合物流变性能基本原理：在一个无限长的圆形毛细管中，聚合物熔体在管中的流动是一种不可收缩的粘性流体的稳定层流流动，毛细管两端分压力差为△P，由于流体具有粘性，它必然受到自管体与流动方向相反的作用力，根据粘滞阻力与推动力相平衡等流体力学原理推导，可得到毛细管管壁处的剪切应力σ和剪切速率γ与压力、熔体流率的关系。
仪器通过自身软件计算出高聚物的表观粘度，并得到相应的剪切速率和剪切应力，表观粘度的关系曲线图。
三、实验仪器及材料仪器：德国高特福RH25型毛细管流变仪、毛细管口模，长径比30：1，5：0.5，5：0.3；、活塞、转矩扳手、耐温润滑油、耐温手套、纯棉清洁布。
原料：PE、PP四、实验内容测定聚乙烯、聚丙烯树脂不同温度下流变性能，具体如下第一组：PE，170℃，175℃，180℃，185℃。
第二组：PE，185℃，190℃，195℃，200℃。
第三组：PP，190℃，195℃，200℃，205℃。
第四组：PP，205℃，210℃，215℃，220℃。
五、操作步骤1、开机打开仪器，电脑，等候约一分钟，待初始化结束后，显示屏出现“Reference drive”；2) 点击“Reference drive”进入操作界面。
2、程序设定包括测试温度、熔融时间、活塞速度、毛细管的尺寸选择等参数的设置，3、测试膛升温编辑测试程序后，点击“parameter send”，开始升温，待温度达到测试温度并恒温10-15分钟；4、毛细管安装安装毛细管过程中，毛细管上的销钉必须在上方，安装时四个固定螺丝加抗磨糊后拧紧，再退回2圈，等候5-10分钟后再用扭矩扳手拧紧，扭矩扳手扭矩值设定为60N·m，PVT测试时设定为80 N.m；5、压力传感器安装选择合适的压力传感器，涂抹抗磨糊后小心插入压力传感器孔，用扳手拧紧后再退回2圈，等候5-10分钟待温度均匀后再拧紧，插上连接线；6、校准零点当插接上力传感器连接线时，仪器显示屏会自动弹出校准界面，进行传感器零点校准，或者点击“service”—“calibrate” 进行校准；7、加料加料时尽量捣实，以免出现气泡，加至料桶上方斜面下方1cm处，放上活塞杆，关闭防护门；8、测试点击软件中“start test”，此时仪器显示屏中的“test”键变绿，点击, 测试开始，仪器自动采点并绘出σ-γ曲线，采点完毕重新设定测试程序，进行下一温度点测试。
毛细管流变仪实验报告实验目的本实验旨在通过毛细管流变仪来研究流体的流变性质，了解不同流体的流变行为及其物理特性。
实验器材和试剂•毛细管流变仪•毛细管流变仪样品容器•不同流体样品（如水、甘油等）•电脑和数据分析软件实验步骤1.准备工作：打开毛细管流变仪，检查仪器是否正常运行，并将试样容器安装在流变仪上。
2.设置实验参数：根据实验要求，在电脑上设置相应的实验参数，如温度、剪切速率等。
3.样品准备：根据实验需要，选择不同的流体样品，并将其依次添加到样品容器中。
4.实验测量：启动流变仪，开始测量流体样品的流变性质。
根据设定的剪切速率，流变仪将施加相应的剪切力，并测量流体的应力和变形。
5.数据记录：实验过程中，流变仪会自动记录流体样品的应力-变形曲线数据。
同时，我们还可以通过软件手动记录其他相关数据。
6.数据分析：将实验得到的数据导入数据分析软件中，进行相关的数据处理和分析。
例如，可以绘制应力-变形曲线图、计算流体的黏度等。
7.结果讨论：根据数据分析的结果，对实验结果进行讨论和分析。
分析不同流体样品的流变行为及其物理特性，找出规律和趋势。
8.结论：总结实验结果，得出结论并阐述实验的重要性和应用价值。
实验数据示例和分析在本次实验中，我们选择了水和甘油作为流体样品，设置了不同的剪切速率，并记录了应力-变形曲线数据。
通过对实验数据的分析，我们发现水和甘油都呈现出了非牛顿流体的特性。
随着剪切速率的增加，水的黏度呈现出逐渐增加的趋势，而甘油则呈现出逐渐减小的趋势。
这说明水和甘油的流变行为存在着差异，其黏度对剪切速率的依赖程度也不同。
实验结果讨论通过本次实验，我们深入了解了毛细管流变仪的工作原理，并对流体的流变性质进行了研究。
实验结果表明，不同流体样品在剪切速率变化下的流变行为存在差异，这对于理解和应用液体的流体性质具有重要意义。
毛细管流变仪的应用范围广泛，可以用于研究流体在各种工业领域的应用，如涂料、食品、制药等。
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。
