流变仪是一种基于塑化分析研究的材料流变性能测试设备,其突出的特点是可以在接近真实加工条件下,对材料的流变行为进行研究。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溶液和熔体。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。
毛细管式流变仪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。主要由驱动系统、软件系统、控温系统和各种附件组成。
流变仪的驱动系统主要为各功能单元提供动力和控制功能,其腔体是一个圆柱形的塑化器,是流变仪的重要组成部分。在高分子材料的加工过程中,通常根据试验材料对剪切强度的要求,选择不同的口模。通过记录物料在测试过程中的温度、表观切应力、粘度随剪切速率的变化,可研究材料在加工过程中的分散性能、流动行为及热稳定性等,并得到流变曲线,客观呈现材料的加工塑化过程。
流变仪的软件系统,主要采用自动校准和实验测试两大模块。其中,自动校准模块测量采用集成式的模块化设计,可实现传感器的自动校正、口模自动识别等功能,便于操作和理解;实验测试模块主要按照程序进行实验条件的设置,实现测量参数、曲线和表格同步显示的功能。另外,可以通过自动分析剪切速率与粘度曲线上的特定点,读取相应的实验数据。
流变仪的控温系统主要通过传感器测量腔体的温度值,并将其转换为信号,再输入温度显示调节仪表,与设定的信号相比较,经过运算后改变执行器输出操作变量,从而改变加热腔体的热量,达到控制温度的目的。当腔体内的温度大于限定区间时,控温系统自行下调温度,当腔体内的温度小于此区间时,控温系统自行上调温度,以保障系统硬件设备和传感器连接正常。