Introduction au projet
Les matériaux élastomères et plastiques présentent un comportement rhéologique. La rhéologie est le terme collectif pour débit et déformation.un dispositif conçu pour induire un débit dans une fusion de polymère sous l'influence d'une contrainte de cisaillementEn mesurant directement deux paramètres: l'effort de cisaillement et le taux de déformation du cisaillement, on peut calculer la courbe indiquant comment la viscosité varie avec le taux de cisaillement; on appelle cela la courbe de viscosité.La méthodologie de mesure du rhémomètre capillaire simule de près les processus de production réels, offrant ainsi une orientation pratique directe pour la recherche, le développement et la fabrication de matériaux industriels.La viscosité représente la résistance au débitLa viscosité dépend à la fois de la température et de la vitesse de déformation.produisant 8 à 10 points de données sur différents tauxÀ l'inverse, la détermination de la dépendance de la viscosité par la température nécessite généralement la réalisation de plusieurs essais à différentes températures.
Rhéomètre capillaire: cet instrument est utilisé pour mesurer la relation entre la contrainte de cisaillement et le taux de cisaillement dans les polymères fondus qui circulent à travers une matrice capillaire;il permet une inspection visuelle directe de la morphologie de l'extrudé, permet d'étudier l'élasticité et l'instabilité de la fonte en variant le rapport longueur/diamètre de la matrice et facilite la détermination des transitions de phase des polymères, entre autres applications. Research into the rheological properties of polymers not only provides optimal processing parameters for manufacturing operations and supplies critical data for the design of plastics processing machinery, mais fournit également des informations précieuses, telles que des paramètres structurels et moléculaires, essentiels pour la sélection des matériaux et la modification des matières premières.cet instrument offre une plus large gamme de modes de simulation de traitement et couvre un spectre plus large de vitesses de cisaillement.
Applications
Alors que l'indicateur de débit de fusion (MFI) est principalement utilisé pour le contrôle et l'inspection de la qualité, le rhumomètre capillaire est principalement dédié à la recherche et au développement.
1- Fourniture de données scientifiques pour l'établissement des processus de production: la transformation et la fabrication des matières premières plastiques sont principalement régies par le contrôle de deux paramètres clés:température; et deuxièmement, la vitesse (en particulier, le taux de cisaillement).
1.1Fourniture de données liées à la température: en mesurant les courbes de débit à différentes températures tout en maintenant un taux de cisaillement constant,on peut dériver une courbe illustrant comment la viscosité du matériau change en réponse aux fluctuations de températureCette méthode permet de déterminer la sensibilité à la température du matériau; si la pente de la courbe de débit-température est raide (c'est-à-dire qu'elle présente une pente significative), la pente de la courbe de débit-température est la plus élevée.indique que le matériau est très sensible aux variations de températureEn revanche, si la courbe représentant les variations de viscosité avec la température est relativement plate, cela indique que le matériau est insensible aux fluctuations de température.La courbe permet d'identifier facilement la température spécifique à laquelle la fonte présente des propriétés de débit optimales, ce qui la rend adaptée à la transformation et à la production.; cela sert de base scientifique pour établir les procédés de production.
Pour les matériaux dont les courbes de débit sont très sensibles à la température, comme le nylon, le maintien d'un contrôle précis de la température est essentiel pour assurer la qualité du produit.pour les matériaux relativement insensibles à la température, le simple ajustement de la température aura peu d'impact sur la qualité du produit.
1.2Fourniture de données sur le taux de cisaillement: en mesurant la courbe de débit à différentes vitesses de cisaillement tout en maintenant une température constante,On peut obtenir une courbe illustrant comment la viscosité du matériau change en réponse au taux de cisaillement. Les matériaux dont la viscosité reste essentiellement constante indépendamment du taux de cisaillement sont classés comme fluides newtoniens; materials whose viscosity decreases as the shear rate increases (a phenomenon known as "shear thinning") are classified as pseudoplastic fluids—and the majority of polymer melts fall into this shear-thinning category.
Il existe également une troisième catégorie: les matériaux qui présentent un "épaississement par cisaillement" (la viscosité augmente avec le taux de cisaillement).on peut identifier la plage de vitesse de cisaillement spécifique qui donne des propriétés de débit optimales et est donc la plus adaptée à la production et à la transformationDans les environnements de production réels, la vitesse de cisaillement est généralement ajustée en modifiant la vitesse de rotation du moteur.
Par conséquent, il est essentiel de prêter une attention particulière aux caractéristiques de débit présentées dans la fourchette de vitesse de cisaillement spécifique correspondant à la méthode de production choisie.
2. Fournir une base scientifique pour le développement de nouveaux matériaux
2.1Lorsqu'ils développent de nouveaux matériaux ou cherchent à améliorer les performances des matériaux existants, les chercheurs utilisent généralement de nouvelles formulations et rapports de composition, ou incorporent des charges spécifiques,les additifs, et des agents similaires dans la matrice du matériau. For any given material—regardless of its specific constituent components (formulation) or the precise proportions of those components (compositional ratio)—a capillary rheometer is used to measure its flow curveCette mesure sert de base objective à l'évaluation des performances du matériau, à la détermination de sa qualité globale et à la vérification de sa conformité aux spécifications requises.Si les performances du matériau sont inférieures aux exigences, les chercheurs peuvent tenter de l'améliorer en incorporant des additifs spécifiques. By using the capillary rheometer to measure the flow curves both *before* and *after* the addition of an additive—and subsequently comparing the resulting curves—one can precisely determine the specific impact that each additive has on the material's flow properties.
2.2Pour les matériaux du même type, leurs courbes de débit (viscosité par rapport au taux de cisaillement) peuvent varier; certains présentent des changements rapides en réponse au taux de cisaillement, tandis que d'autres changent plus progressivement.Un facteur contributif important est probablement les différences substantielles dans la répartition du poids moléculaire des matériaux..
Fonctions et caractéristiques de l'équipement
1Le réhémomètre capillaire: Cet instrument est un réhémomètre capillaire intelligent, contrôlé par ordinateur et à pression constante.Il peut fonctionner à la fois sous pression constante et à vitesse constante, en utilisant des systèmes de mesure informatisés pour déterminer les taux d'extrusion à travers différentes spécifications de matériau capillaire et sous différentes pressions appliquées à différentes températures et taux de chauffage.Par l'intermédiaire d'une interface informatique, la vitesse d'extrusion, la pression et la température de chauffage sont enregistrées. Ces données sont automatiquement traitées pour calculer les valeurs de viscosité.le système génère des courbes graphiques et imprime un rapport d'essai complet.
2Le rhémomètre capillaire est conçu pour déterminer les propriétés de débit et les taux de durcissement des matériaux polymères.et peut également être utilisé pour étudier les paramètres de processus pour les applications de filage par fusion.
3Le réomètre capillaire est capable de déterminer divers paramètres de performance des polymères, y compris les points de ramollissement, les points de fusion, les points de débit, la viscosité et l'énergie d'activation du débit visqueux,ainsi que les températures de durcissement des matériaux thermodurcissables.
4Le système de contrôle de température et la méthodologie de contrôle présentent des performances supérieures.faciliter la mesure des variations des matériaux polymères et de leurs propriétés associées dans une gamme de températuresL'instrument est commandé par ordinateur; il trace en temps réel des courbes d'essai, affichant visuellement les changements dynamiques au cours de l'essai, et génère des données basées sur des équations telles que Hagen-Poiseuille,Je vous en prie., et le débit de fusion (MFR).
5Le réomètre capillaire utilise un mécanisme d'application de charge doté d'une conception rationnelle. Sous contrôle informatique, il exécute une application de charge continue avec une grande précision et une excellente stabilité..L'instrument peut tracer des courbes de contrainte-déformation et des courbes de plastification pour les matériaux polymères, ainsi que déterminer les températures correspondant au point de ramollissement, au point de fusion,et point de débitEnfin, il génère des courbes graphiques et imprime un rapport d'essai complet.
Fonctions et méthodes d'essai
1Test de vitesse de cisaillement constante: capable de déterminer la contrainte de cisaillement par rapport aux courbes de vitesse de cisaillement, ainsi que la viscosité de cisaillement par rapport aux courbes de vitesse de cisaillement.
2Test de cisaillement à pression constante: Capable de déterminer la viscosité du cisaillement par rapport aux courbes de vitesse de cisaillement.
3. Test de vitesse de cisaillement par étapes: permet de régler divers taux de cisaillement; capable de déterminer la contrainte de cisaillement par rapport aux courbes de vitesse de cisaillement et la viscosité de cisaillement par rapport aux courbes de vitesse de cisaillement.pendant l'expérience, il permet d'évaluer les conditions de fracture de la fonte, ainsi que la détermination de la pression minimale d'écoulement et du taux de cisaillement de la fonte, sur la base des changements observés dans les courbes.
3.1Flux/absence de flux Épreuve: détermine la relation entre viscosité et température, permettant de déterminer avec précision la température minimale de débit.
3.2Fracture de fusion et instabilité du débit: étudie les phénomènes d'instabilité du débit, y compris la fracture de fusion et la rupture de fusion.
4Test à rampe de température: détermine la variation de la viscosité de la fonte à mesure que la température augmente.
5Test de rampe à température et pression constantes: mesure le point de rampe de rampe.
Normes d'essai applicables
GB/T 25278-2010: *Plastiques ¢ Détermination de la fluidité des plastiques à l'aide de réomètres capillaires et à fente*
HG/T 4300-2012: *Détermination des propriétés rhéologiques du caoutchouc
ISO 11443-2021: *Plastiques ¢ Détermination de la fluidité des plastiques à l'aide de rhumomètres capillaires et à fente*
ISO 17744-2004: *Plastiques ¢ Détermination de la fluidité des plastiques à l'aide de réomètres capillaires et à fente*
ASTM D3835-16: *Méthode d'essai standard pour la détermination des propriétés des matériaux polymères au moyen d'un rhumomètre capillaire*
ASTM D5099-08: *Méthode d'essai standard pour les propriétés de composition et de traitement du caoutchouc à l'aide d'un rhumomètre capillaire*
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