HZJ-300D  管材PVC料轉(zhuǎn)矩流變儀

一、

概述

1.1產(chǎn)品特點(diǎn)

橡塑材料在加工成型的過程中，幾乎都要涉及其流動性。例如，在擠出、注模、吹膜、壓延等工藝中，材料的流動行為都是十分重要的。材料的流動性不但影響加工行為，還會影響最終產(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程中流動場的特點(diǎn)和材料的流動行為所決定。

管材PVC料轉(zhuǎn)矩流變儀是研究PVC材料及聚合物材料的流動與變形、塑化、熱剪切穩(wěn)定性、動態(tài)流變性能和塑化行為并將結(jié)果用扭矩--時間和扭矩--溫度等用圖表形式表示出來的理想設(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。與研究材料流動性的一般性儀器——粘度計相比，該流變儀提供了更接近于實際加工的動態(tài)測量方法，可以在類似實際加工的情況下，連續(xù)、準(zhǔn)確可靠地對材料的流變性能進(jìn)行測定，如多組份物料的混合、熱固性樹脂的交聯(lián)固化、彈性體的硫化，材料的動態(tài)穩(wěn)定性以及螺桿轉(zhuǎn)速對體系加工性能的影響等。

1.2適用范圍

管材PVC料轉(zhuǎn)矩流變儀可以用來研究熱塑性材料的熱穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性、流動和塑化行為，其最大特點(diǎn)是能在類似實際加工過程中連續(xù)準(zhǔn)確可靠地對體系的流變性能進(jìn)行測定，還可以完成熱固性材料的固化特性測試。

1.3應(yīng)用領(lǐng)域

1、UPVC加工性能研究及材料開發(fā)

2、熱塑性材料的開發(fā)及加工性能研究

3、交聯(lián)、熱固性樹脂固化性能研究

4、教學(xué)科研應(yīng)用

二、 結(jié)構(gòu)特征與工作原理

1、系統(tǒng)組成

管材PVC料轉(zhuǎn)矩流變儀

由密煉轉(zhuǎn)矩流變儀、擠出式毛細(xì)管流變儀、毛細(xì)管測試模頭、數(shù)據(jù)采集測量系統(tǒng)、電子計算機(jī)、操作軟件等部分組成。

密煉轉(zhuǎn)矩流變儀：

管材PVC料轉(zhuǎn)矩流變儀主要由進(jìn)口伺服電機(jī)、高精度動態(tài)扭矩傳感器、齒輪箱、密煉腔、溫度模塊、測量模塊、計算機(jī)、測控軟件等部分組成，其原理見圖2所示：

圖1 密煉轉(zhuǎn)矩流變儀

密閉式混合器相當(dāng)于一個小型的密煉機(jī)，由一個 “∞"字型的可拆卸混合室和一對以不同轉(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)，對物料施加剪切，使物料在混合室內(nèi)被強(qiáng)制混合；兩個轉(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。

計算機(jī)軟件具可數(shù)據(jù)采集、存儲、計算、分析和輸出功能，可根據(jù)用戶要求打印試驗報告。

圖2 密煉式轉(zhuǎn)矩流變儀                                         圖3 各種轉(zhuǎn)子

圖4密煉式轉(zhuǎn)矩流變儀示意圖

1－壓桿；2－加料口；3－密煉室；4－漏料；5－密煉機(jī)；6－緊急制動開關(guān)；

7－手動面板；8－驅(qū)動及扭矩傳感器；9－開關(guān)；10－計算機(jī)

圖5 密煉轉(zhuǎn)矩流變儀的試驗曲線

              PVC融合                                      PVC熱穩(wěn)定

XLPE交聯(lián)                               PVC融合

? 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、測控模塊、溫度模塊、壓力傳感器、電子計算機(jī)及測控軟件組成。其原理是經(jīng)由螺桿的旋轉(zhuǎn)，帶動物料經(jīng)由口模擠出，在這個過程中測量材料的剪切速率和剪切壓力，計算機(jī)物料在規(guī)定溫度下的粘度。同時，擠出式毛細(xì)管流變儀也可以做為生產(chǎn)工藝測驗的儀器，通過更換不同類型的口模，以少量物料進(jìn)行實際的生產(chǎn)加工，在這個過程中通過控制擠出速度、熔體溫度、配方比例等多種手段，對生產(chǎn)工藝進(jìn)行驗證。

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，具有不同的長徑比（通常L/D =10/1，20/1，30/1，40/1等），通過不同長徑比口模的對比試驗（其它條件不變，如溫度等），得到不同的壓力值，經(jīng)由計算得到物料的粘度。

毛細(xì)管規(guī)格：

表1 常用毛細(xì)管規(guī)格

圖6 毛細(xì)管模頭

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，同時設(shè)備也完成對材料的表現(xiàn)粘度與剪切速度及剪切應(yīng)力關(guān)系的測量。

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，對物料的試驗性能有很大的影響。螺桿可以方便的互換，以支持對不同物料的快速試驗。

圖6 各種類型的螺桿

三、 主要技術(shù)特性及配置

可以用來研究熱塑性材料的熱穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性、流動和塑化行為，其最大特點(diǎn)是能在類似實際加工過程中連續(xù)準(zhǔn)確可靠地對體系的流變性能進(jìn)行測定，還可以完成熱固性材料的固化特性測試。

1. 電機(jī)功率：日本松下3.0kw伺服電機(jī)

2. 電機(jī)轉(zhuǎn)速：3000 rpm

3. 電機(jī)驅(qū)動器3.0  kw

4. 減速器：1：20進(jìn)口

5. 動力輸出轉(zhuǎn)速：0 ~ 150rpm

6. 轉(zhuǎn)速控制精度：0 .05%F.S

7. 溫度控制：5路測溫，其中4路控溫

8. 靜態(tài)測量精度：0.1°C

9. 溫度控制精度：±1°C

10. 轉(zhuǎn)矩測量量程：0 ~ 250Nm

11. 轉(zhuǎn)矩測量精度：0.1%F.S

12. 熔體壓力測量量程：0.1 ~ 100 Mpa

13. 熔體壓力測量精度：0.5%F.S

14. 軟件：、測控軟件、聚合物熔體粘度測量數(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。

15. 圖形顯示：轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、溫度、壓力

16. 電壓：AC380V  7.5kw

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

1. 容    量：60ml   200ml  (可選）

2. 材    質(zhì)：304L

3. 轉(zhuǎn)子類型：Roller

4. 轉(zhuǎn)子處理：經(jīng)過高精度拋光后，表面鍍鉻

5. 轉(zhuǎn) 速 比：3：2

6. 最大扭矩：250 Nm

7. 最高溫度：400℃

8. 溫度傳感器：K 類熱電偶

9. 加熱方式：電加熱

10. 加熱器：加熱管

11. 加熱總功率：1700W

12. 加熱區(qū)：3路

雙螺桿擠出機(jī)組主要應(yīng)用于橡塑和工程樹脂的填充、共混、改性、增強(qiáng)、氯化聚丙稀和高吸水性樹脂的脫揮處理；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、價格另議）

1、L:D：     25：1

2、螺桿直徑：    φ20mm

3、螺桿壓縮比：   2.5：1

4、最高溫度：    350℃

5、加熱方式：    電加熱

6、加熱區(qū)：     5路

7、加熱總功率：             4200W

8、溫度傳感器：             K類熱電偶

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

10、毛細(xì)管模具：φ1.27 長徑比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、價格另議）

1、螺桿類型：平行異向雙螺桿

2、螺桿直徑：42 mm

3、螺桿有效長度：276mm

4、螺筒有效長度：276mm

5、溫度范圍：室溫~350℃

6、控溫精度：±0.5%F.S

7、溫度傳感器：K型熱電偶

8、加熱總功率：2500W

9、模口規(guī)格：60×1.5mm

主要配置