实验讲义-流变仪测动态粘度.docx

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聚合物熔体动态粘度的测试
一实验目的
1•了解旋转流变仪的基本结构、工作原理。
。
二实验仪器
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且lnT与nln%成比例，因此粘度可以由以下简化的表达式给出:
(1-10)
」b+n]
2兀R3Y
R
选择流变仪的测试模式一般可以分为稳态测试、瞬态测试和动态测试，区分它们的标准是应变或应力施加的方式。本实验着重介绍动态测试模式，动态测试主要指对流体施加振荡的应变或应力，测量流体相应的应力或应变。动态测试中，可以使用在被测材料共振频率下的自由振荡，或者采用在固定频率下的正弦振荡。这两种方式都可用来测量粘度和模量，不同的是在固定频率下的正弦振荡测试在得到材料性能频率依赖性的同时，还可得到其性能的应变或应力依赖性。
在动态测试中，流变仪可以控制振动频率、振动幅度、测试温度和测试时间。在典型的测试中，将其中两项固定，而系统地变化第三项。应变扫描、频率扫描、温度扫描和时间扫描是基本的测试模式。
应变控制型流变仪的动态频率扫描模式是以一定的应变幅度和温度，施加不同频率的正弦形变，在每个频率下进行一次测试。对于应力控制型流变仪，频率扫描中设定的是应力的幅度。频率的增加或减少可以是对数的和线性的，或者产生一系列离散的频率。在频率扫描中，需要确定的参数是：应变幅度或应力幅度，频率扫描方式(对数扫描，线性扫描和离散扫描)和实验温度。从频率扫描可以得到的信息包括：
与分子量密切相关的粘度数据；
从分子量数据和分子量分布，可以检测到长支链的含量；
零剪切粘度％可以从损耗模量G”求得，平衡可恢复柔量Jeo可从储能模量G'求得，平均
松弛时间入r可从Jeo和％的乘积求得。
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图4一种窄分子量分布的聚苯乙烯(分子量(MW)=170000)的动态频率扫描曲线
动态频率扫描可以用来分析材料的时间依赖行为。图4显示了一种窄分子量分布的聚苯乙烯的频率扫描结果。通过研究在很宽温度范围内的储能模量和耗能模量的频率依赖性，并利用时温叠加原理，可以得到超出测量范围很宽的数据。
四仪器介绍
Bohlin旋转流变仪(型号：Gemini2)主要包括拖杯马达(Dragcupmotor)、空气轴承(Airbearing)、位置传感器(Positionsensors)等组成，并配置了各种结构的夹具。完成整个实验必须配备的仪器有：强制空气加热炉(ETC)、空气压缩机、循环泵槽。
仪器的性能指标为：
Nominaloperatingvoltage
T