Y30140410李成佳旋转流变仪试验报告

1、华东理工大学2014 2015学年第1学期材料学仪器分析实验1班实验报告班级 材硕142 学号 Y30140410 姓名 李成佳开课学院 材料学院任课教师 成绩实验仪器：旋转流变仪实验才艮告内容及要求（所选实验仪器的功能、特点及对你可能研究领域的应用展望。根据选 择的研究范围，通过查阅文献资料，内容能够反映教师要求。）：一、实验背景流变仪（rheomete。用丁测定聚合物熔体，聚合物溶液、悬:浮液、乳液、涂料、 油墨和食品等流变性质的仪器。流变学测量是观察高分子材料内部结构的窗口，通过高分子材料，诸如塑料、橡胶、树脂中不同尺度分子链的响应，可以表征高分子材料的 分子量和分子量分布，能快速、简便

2、、有效地进行原材料、中间产品和最终产品的质量 检测和质量控制。旋转流变仪的分类A:控制应力型：使用最多，如德国哈克（Haake） RS系列、美国TA的AR系列、英国Malven、 奥地利Anton-Paar的MCR系歹0,都是这一类型的流变仪。前三家的产品马达采用托杯 马达,托杯马达届丁异步交流马达，惯量小，特别适合丁低粘度的样品测试；Anton-Paar 的MCR流变仪和美国TA公司的ARES采用永磁体直流马达，但从原理上响应速度快， 是应力型流变仪的一种发展方向。这一类型的流变仪，采用马达带动夹具给样品施加应 力,同时用光学解码器测量产生的应变或转速， 并在大扭矩测量方面不会产生大量的热，

3、 不会产生信号漂移。控制应力的流变仪由丁有较大的操作空间，可以连接更多的功能附件。B:控制应变型：只有美国TA的ARES届丁单纯的控制应变型流变仪，这种流变仪直流马达安装在底部，通过夹具给样品施加应变，样品上部通过夹具连接倒扭矩传感器上，测量产 生的应力；这种流变仪只能做单纯的控制应变实验，原因是扭矩传感器在测量扭矩时产 生形变，需要一个再平衡的时间，因此反应时间就比较慢，这样就无法通过回馈循环来 控制应力。但奥地利 Anton-Paar的MCRxx2系列流变仪采用DSO控制，保证应变波形 不受影响。二、哈克旋转流变仪的功能和特点锥板式-将待测液体至丁平板与锥板的间隙内，通过锥板的旋转，在一定

4、温 度下使试样收到剪切，测定转矩值 M和角频率3,便可以得到流体的剪切应力和剪切 速率，进而计算出黏度。若将应力或应变以交变形式作用在高分子试样上，即可测出其 动态黏弹性。一般分为稳态测试、动态测试和瞬态测试，区分它们的标准是应变或应力施加 的方式。稳态测试采用连续的旋转来施加应变或应力以得到包定的剪切速率，在剪切流 动打到稳态时，测量由丁流体形变而产生的扭矩。瞬态测试是指通过施加瞬时应变或应 力来测量流体的响应随时间的变化。动态测试主要指对流体施加震荡的应变或应力，测 量流体响应的应变和应力。在动态测试中，可以使用在被测试材料共震荡频率下的自由 震荡，或者采用在固定频率下的正弦震荡。这两种方

5、式都可以用来测量黏度和模量，不 同的是在固定频率下的正弦震荡测试，在得到材料性能频率依赖性的同时，还可以得到 其性能的应变或应力依赖性。三、应用及展望本科毕业设计聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)/聚丁二酸丁二酯(PBS)共混体系酯交换 前后的结构与性能，应用到旋转流变仪测试共混材料在反应前后的流变行为。对丁多相高分子共混体系而言，稳态流变学测定时的连续大形变常会造成形态结构 的变化甚至破坏，难以准确获得有关材料内部形态结构的信息。相比之下，动态流变方 法通常在小应变下进行测定，其过程不会对材料本身结构造成破坏，因此常被用丁探究不相容局分子共混体系内部的形态。PTT/PBS共混体系为典型的热力学不相

6、容体系，非均相结构的产生往往会使高分子共混体系呈现出不同丁均相体系的流变行为，因此实验中采用动态流变的方法测定不同组分比的PTT/PBS共混体系在酯交换反应前后在不同频率下的储能模量。101010)p 10G0/10010/9020/8030/7040/6050/5060/40Ci70/30事80/2090/10.100/0&10frequency(Hz)1010 10 3r102G10 1100-11080/2090/1080/20/1phrTi(OBu)90/10/1phrTi (OBu)tnsome4 Be*RVtHfl Brin- _fld 0-50/50A60/4070/3080/20I1q90/1050/50/1phrTi(OBu)£60/40/1phrTi(OBu)"D70/30/1phrTi(OBu)80/20/1phrTi(OBu)$90/10/1phrTi(OBu)- - - - 10-210-110010110frequency(Hz)聚合物材料的G'反映了材料形变过程中由丁弹性形变而储存的能量，通常用来 表征聚合物的弹性，聚合物材料的储能模量 G