实验16聚合物流变性能测试

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1、实验16聚合物流变性能测试一、实验目的1、熟悉和了解RHEOGRAPH25型流变仪的工作原理及操作方法。2、掌握将计算机输出流动曲线（σ-γ曲线）转换为其他形式流动曲线（lgσ-lgγ）、（lgη-lgγ）的方法。3、掌握非牛顿指数n的计算方法。4、掌握利用Arrhenius方程计算粘流活化能Eη的方法。二、RHEOGRAPH25型流变仪工作原理毛细管流变仪是目前发展得最成熟、应用最广的流变测量仪之一，其主要优点在于操作简单，测量准确，测量范围宽(剪切速率γ：10-2～105s-1)。毛细管流变仪测试聚合物流变性能基本原理：在一个无限长的圆形毛细管中，聚合物熔体在管中的流动是一种不可收

2、缩的粘性流体的稳定层流流动，毛细管两端分压力差为△P，由于流体具有粘性，它必然受到自管体与流动方向相反的作用力，根据粘滞阻力与推动力相平衡等流体力学原理推导，可得到毛细管管壁处的剪切应力σ和剪切速率γ与压力、熔体流率的关系。仪器通过自身软件计算出高聚物的表观粘度，并得到相应的剪切速率和剪切应力，表观粘度的关系曲线图。三、实验仪器及材料仪器：德国高特福RH25型毛细管流变仪、毛细管口模，长径比30：1，5：0.5，5：0.3；、活塞、转矩扳手、耐温润滑油、耐温手套、纯棉清洁布。原料：PE、PP四、实验内容测定聚乙烯、聚丙烯树脂不同温度下流变性能，具体如下第一组：PE，170℃，175℃，

3、180℃，185℃。第二组：PE，185℃，190℃，195℃，200℃。第三组：PP，190℃，195℃，200℃，205℃。第四组：PP，205℃，210℃，215℃，220℃。3五、操作步骤1、开机1)打开仪器，电脑，等候约一分钟，待初始化结束后，显示屏出现“Referencedrive”；2)点击“Referencedrive”进入操作界面。2、程序设定包括测试温度、熔融时间、活塞速度、毛细管的尺寸选择等参数的设置，3、测试膛升温编辑测试程序后，点击“parametersend”，开始升温，待温度达到测试温度并恒温10-15分钟；4、毛细管安装安装毛细管过程中，毛细管上的销钉必

4、须在上方，安装时四个固定螺丝加抗磨糊后拧紧，再退回2圈，等候5-10分钟后再用扭矩扳手拧紧，扭矩扳手扭矩值设定为60N·m，PVT测试时设定为80N.m；5、压力传感器安装选择合适的压力传感器，涂抹抗磨糊后小心插入压力传感器孔，用扳手拧紧后再退回2圈，等候5-10分钟待温度均匀后再拧紧，插上连接线；6、校准零点当插接上力传感器连接线时，仪器显示屏会自动弹出校准界面，进行传感器零点校准，或者点击“service”—“calibrate”进行校准；7、加料加料时尽量捣实，以免出现气泡，加至料桶上方斜面下方1cm处，放上活塞杆，关闭防护门；8、测试点击软件中“starttest”，此时仪器显

5、示屏中的“test”键变绿，点击,测试开始，仪器自动采点并绘出σ-γ曲线，采点完毕重新设定测试程序，进行下一温度点测试。9、数据处理实验结束后，储存数据并进行处理分析。10、清理1）测试完毕后，压出测试膛中余料，若测试料熔点高，需用PE清洗后再清理料桶；32）驱动活塞返回顶端，快速清理活塞；3）小心旋出压力传感器，清理，传感器顶部铜膜须用软布趁热小心擦拭，不得用刷子等硬物强力清理。4）拆除毛细管清理干净，注意毛细管脆性大，不要掉到地上以免摔破；5）清理干净测试膛，以备下次测试。六、数据处理1、根据计算机输出数据绘制不同温度下lgσ-lgγ流动曲线。2、计算不同温度下非牛顿指数n。3、绘

6、制不同温度下lgηα-lgγ流动曲线。4、根据相同切变速率、不同温度下的η值，根据Arrhenius方程绘制lgη-（1/T）曲线，计算粘流活化能Eη。七、注意事项及仪器日常维护1）每次测量装填试样前要进行压力传感器和力传感器校准；2）使用压力传感器时要考虑到压力传感器适用范围；以免过压造成破坏；3）向下驱动活塞时，活塞要放正，速度不能过快，以免活塞放偏造成料桶损坏；4）每次测量后要及时清理料桶，测量高温料后用PE料冲洗后再清理；5）压力传感器要趁热用软棉布擦拟，不能用硬物刷。八、思考题1）为什么PE、PP高聚物熔体随着剪切速率增大，表观粘度下降？2）测得流变曲线对纺丝工艺有何实际指导

7、意义？3