新技術(shù)-反向壓力流變儀-助推3D模擬注射成型

來(lái)源：北京儀尊時(shí)代科技有限公司 2023年07月25日 15:02

GOETTFERT能夠為粘度函數(shù)的壓力依賴(lài)性測(cè)量，提供兩種與過(guò)程相關(guān)的選項(xiàng):

1）反向壓力測(cè)試膛

2）反向壓力流變儀

反向壓力測(cè)試膛是GOETTFERT毛細(xì)管流變儀的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化附加功能。反向壓力流變儀是一個(gè)創(chuàng)新的發(fā)展，它由兩臺(tái)毛細(xì)管流變儀組合而成。

反向壓力測(cè)試膛

反向壓力測(cè)試膛是一個(gè)存在已久的毛細(xì)管流變儀附件，可以在毛細(xì)管下方產(chǎn)生不同的壓力條件。這個(gè)模塊化的測(cè)試裝置，可以安裝在毛細(xì)管流變儀下方，一個(gè)手動(dòng)的排料閥通過(guò)旋轉(zhuǎn)角度在毛細(xì)管出口形成不同的壓力水平。然而壓力的大小取決于流動(dòng)情況，而不能被設(shè)定為可控值。

因此，在確定所需反向壓力下的黏度函數(shù)之前，需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)工作。這個(gè)測(cè)試需要第二個(gè)壓力傳感器P2來(lái)記錄毛細(xì)管下方的壓力，然后通過(guò)儀器軟件進(jìn)行反壓系數(shù)計(jì)算。

圖1 毛細(xì)管流變儀反壓測(cè)試膛示意圖

反壓測(cè)試膛使在加工條件下測(cè)量聚合物流動(dòng)特性成為可能。然而，要獲得期望反壓條件下的黏度測(cè)量需要大量的實(shí)驗(yàn)工作。反向壓力流變儀作為一種創(chuàng)新的、更有效的測(cè)量加工過(guò)程中黏度的壓力依賴(lài)性設(shè)備就應(yīng)運(yùn)而生。

反向壓力流變儀

反向壓力流變儀由兩臺(tái)毛細(xì)管流變儀組成，兩臺(tái)流變儀的測(cè)試料筒通過(guò)一個(gè)反壓通道彼此相連。料筒1下方安裝有毛細(xì)管，用來(lái)做黏度測(cè)量。料筒2通過(guò)壓力傳感器P2來(lái)控制施加的反向壓力，反壓流變儀的料筒1和料筒2通過(guò)一個(gè)反壓通道連接，后續(xù)的測(cè)試和傳統(tǒng)毛細(xì)管流變儀的黏度測(cè)量一樣。

料筒1填充塑料粒子，當(dāng)材料加熱均勻后，一個(gè)恒定的壓力可以通過(guò)料筒2和壓力傳感器2進(jìn)行控制。因此，黏度測(cè)量可基于一個(gè)受控的反壓來(lái)進(jìn)行。使用這種反壓流變儀，可以自動(dòng)繪制不同反向壓力下的流變曲線(xiàn)。在測(cè)試完成一個(gè)流動(dòng)曲線(xiàn)后，料筒2中的物料會(huì)被推回料筒1中，隨后再進(jìn)行不同反向壓力條件下的另外一條流動(dòng)曲線(xiàn)測(cè)試。

圖2 反壓流變儀工作示意圖

反向壓力流變儀，全自動(dòng)多循環(huán)測(cè)量

反向壓力流變儀提供了測(cè)試周次的選擇，可以自動(dòng)完成不同壓力水平下的黏度測(cè)量。料筒2 控制壓力，當(dāng)一條曲線(xiàn)測(cè)試完成后，物料會(huì)被退會(huì)料筒1，接著進(jìn)行下一個(gè)測(cè)試，依次循環(huán)（視頻演示見(jiàn)儀尊科技視頻號(hào)）。圖3呈現(xiàn)了HDPE在100, 500, 1000和1500bar反向壓力下的測(cè)試曲線(xiàn)。不同反向壓力下曲線(xiàn)發(fā)生了平移，測(cè)試的數(shù)據(jù)還可以進(jìn)行主曲線(xiàn)擬合。

圖3 不同反向壓力下的黏度曲線(xiàn)

尤其在物料發(fā)生剪切誘導(dǎo)結(jié)晶或者需要測(cè)定物料熔點(diǎn)附近數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)測(cè)試將有非常大的優(yōu)勢(shì)。

傳統(tǒng)的反向壓力腔測(cè)試中，通過(guò)毛細(xì)管的壓力損失會(huì)增大。此外，通過(guò)節(jié)流閥的的阻力不能設(shè)置恒定的反向壓力測(cè)量條件。因此，反向壓力腔測(cè)試進(jìn)行反壓測(cè)量比較困難，需要大量的實(shí)驗(yàn)。

反壓流變測(cè)試，是分析PP和PET在加工條件下發(fā)生剪切結(jié)晶情況時(shí)流動(dòng)行為的先決條件！反壓流變儀的優(yōu)勢(shì)在于反向壓力和其他測(cè)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(dǎo)結(jié)晶分析提供了可能，這種結(jié)晶現(xiàn)象隨著加工過(guò)程相關(guān)區(qū)域剪切速率的增加而增加。

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