新技術-反向壓力流變儀-助推3D模擬注射成型

來源：北京儀尊時代科技有限公司 2023年07月25日 15:02

GOETTFERT能夠為粘度函數的壓力依賴性測量，提供兩種與過程相關的選項:

1）反向壓力測試膛

2）反向壓力流變儀

反向壓力測試膛是GOETTFERT毛細管流變儀的一個標準化附加功能。反向壓力流變儀是一個創新的發展，它由兩臺毛細管流變儀組合而成。

反向壓力測試膛

反向壓力測試膛是一個存在已久的毛細管流變儀附件，可以在毛細管下方產生不同的壓力條件。這個模塊化的測試裝置，可以安裝在毛細管流變儀下方，一個手動的排料閥通過旋轉角度在毛細管出口形成不同的壓力水平。然而壓力的大小取決于流動情況，而不能被設定為可控值。

因此，在確定所需反向壓力下的黏度函數之前，需要進行大量的實驗工作。這個測試需要第二個壓力傳感器P2來記錄毛細管下方的壓力，然后通過儀器軟件進行反壓系數計算。

圖1 毛細管流變儀反壓測試膛示意圖

反壓測試膛使在加工條件下測量聚合物流動特性成為可能。然而，要獲得期望反壓條件下的黏度測量需要大量的實驗工作。反向壓力流變儀作為一種創新的、更有效的測量加工過程中黏度的壓力依賴性設備就應運而生。

反向壓力流變儀

反向壓力流變儀由兩臺毛細管流變儀組成，兩臺流變儀的測試料筒通過一個反壓通道彼此相連。料筒1下方安裝有毛細管，用來做黏度測量。料筒2通過壓力傳感器P2來控制施加的反向壓力，反壓流變儀的料筒1和料筒2通過一個反壓通道連接，后續的測試和傳統毛細管流變儀的黏度測量一樣。

料筒1填充塑料粒子，當材料加熱均勻后，一個恒定的壓力可以通過料筒2和壓力傳感器2進行控制。因此，黏度測量可基于一個受控的反壓來進行。使用這種反壓流變儀，可以自動繪制不同反向壓力下的流變曲線。在測試完成一個流動曲線后，料筒2中的物料會被推回料筒1中，隨后再進行不同反向壓力條件下的另外一條流動曲線測試。

圖2 反壓流變儀工作示意圖

反向壓力流變儀，全自動多循環測量

反向壓力流變儀提供了測試周次的選擇，可以自動完成不同壓力水平下的黏度測量。料筒2 控制壓力，當一條曲線測試完成后，物料會被退會料筒1，接著進行下一個測試，依次循環（視頻演示見儀尊科技視頻號）。圖3呈現了HDPE在100, 500, 1000和1500bar反向壓力下的測試曲線。不同反向壓力下曲線發生了平移，測試的數據還可以進行主曲線擬合。

圖3 不同反向壓力下的黏度曲線

尤其在物料發生剪切誘導結晶或者需要測定物料熔點附近數據時，這個測試將有非常大的優勢。

傳統的反向壓力腔測試中，通過毛細管的壓力損失會增大。此外，通過節流閥的的阻力不能設置恒定的反向壓力測量條件。因此，反向壓力腔測試進行反壓測量比較困難，需要大量的實驗。

反壓流變測試，是分析PP和PET在加工條件下發生剪切結晶情況時流動行為的先決條件！反壓流變儀的優勢在于反向壓力和其他測量條件都可以保持恒定。該儀器為諸如PP或PET等聚合物的剪切誘導結晶分析提供了可能，這種結晶現象隨著加工過程相關區域剪切速率的增加而增加。

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