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1、XLY型流变仪使用说明书目 录一、概述二、主要技术指标与工作条件三、仪器原理四、仪器结构五、安装与调试六、测试方法及操作步骤七、负荷(砝码)八、注意事项九、附件十、附注 一、 概述 高分子聚合物流变行为的测定，对于加工与合成部门来说都是非常重要的。因为高聚物成型时一般都包括一个熔体在压力下的挤出过程。用流变仪不仅可以测得熔体在毛细管中的剪切应力和剪切速率的关系，而且可以直接观察挤出物的外形，通过改变长径比来研究熔体的弹性和不稳定流动(包括熔体破裂)现象，同时还可以测定高聚物的其它状态变化。因此，通过对高聚物流变性能的研究，不仅可以为加工提供最佳工艺条件，为塑料机械设计参数提供依据，并且在原料的
2、改性方面还可以获得关于结构和分子参数等方面的有用的数据。 XLY一型流变仪可供教学、科研、生产等部门做为高分子物理教学、高聚物流变学研究的基本仪器。 其主要用途有：1绘制热塑性材料的塑化曲线，测定软化点、熔融点、流动点的温度；2测定并绘制热塑性材料的应力应变曲线；3测定高聚物熔体的粘度及粘流活化能；4研究熔融纺丝的条件；5测定热固性材料的流动性及固化速度。 二、主要技术指标与工作条件 1主要技术指标柱塞头直径：11.28-0.005 -0.012（mm） 柱塞头面积：1cm2压力范围：10（kgf/cm2）500（kgfcm2） 准确度：1%毛细管规格：(DL)单位mm 15 110 120
3、140 毛细管材料：合金钢恒温范围：室温400 准确度：1 温度控制：微型单片机控制等速升温速度：1min；2min；3min；4min；5min；6min；快速升温。温度测量：数字显示 准确度：0.5 分辨率：0.1柱塞位移量：20mm 电源功率：400W记录：配用双笔记录仪，记录柱塞下降速度和温度。2工作条件室温1040的范围内；环境相对湿度在30一80以内；周围无震动、无腐蚀性介质的环境中；在稳固的基础上正确地安装并调至水平；工作时无强磁场干扰，周围空气无强对流；电源电压220V、频率50Hz，电源电压的波动范围，不应超过额定电压的10。三、仪器原理图l所示仪器原理图图1 XLY一型流变
4、仪原理图高聚物在料筒中被加热熔融。在一定负荷下，面积为1cm2的柱塞将高聚物熔体通过毛细管挤出，电子记录仪自动记录挤出速度，另一笔同时记录温度，从而求得剪切应力、剪切速率和粘度以及力学状态变化(软化点、熔融点、流动点)。该流变仪所测得的是熔体通过毛细管的挤出速度0。如图2记录流动速率曲线所示：n 柱塞下降量 记录时间 t 20mm图2 流动速率曲线图曲线任一段的直线部分横坐标(cm)曲线任一段的直线部分纵坐标(s)熔体在管中的体积流率(流量)，可用下式求得：料筒横截面积1cm2根据熔体在毛细管中流动力的平衡原理有：对于牛顿流体：式中：剪切应力kgfcm2 剪切速率s-1 表观粘度 P毛细管两端
5、压力差kgcm2 R毛细管半径(mm) L毛细管长度(mm)由于本仪器备有不同长径比的毛细管，因此在本仪器上可做非牛顿流体的非牛顿改正，及入口校正。本仪器有等速升温控制系统，在等速升温的条件下，可测定高聚物在一恒压下的软化点、融熔点、流动点的温度以及热固性材料的固化温度。图3 塑化和固化曲线图3一a为热塑性材料的塑化曲线；图3一b为热固性材料的固化曲线。图3一a为聚乙烯塑化曲线； 图3一b为酚醛树脂的固化曲线。 图中：AB软化区域 T1软化温度 BC融熔区域 T2融熔温度 CD流动区域 T3流动温度 EF流动和软化区 T4固化点 FG固化区域四、仪器结构本仪器由加压系统、加热系统、控制系统和记
6、录仪组成。1加压系统：本仪器为恒压式流变仪。加压系统是一个1:10的杠杆机构，其加压部分再经滑轮机构进行力变换。见图4所示。因此，当加一较小的负荷时，可获得较大的工作压力。图4 加压系统原理图加压系统由杠杆1；导向轴承2、3；导向杆5、6；压头7；压油杆8；支承9；放油把手10；负荷托盘11组成。（12为位移传感器）。 导向杆行程为20mm。导向轴承为直线轴承，其导向精度高摩擦力小。支承9为液压支承，当支承抬起杠杆时，放油把手10应右旋拧紧，上下搬动压油杆8时，杠杆即被抬起，当放下支承时，放油把手左旋拧动，支承自动下落，下落距离可由放油把手控制，使其停止只需右旋拧紧放油把手。2。加热系统 被测
7、高聚物在加热炉的料筒内被加热熔融后，通过装在炉体内的毛细管被挤出，炉体结构参见图5。 (1)炉体：材料为黄铜，电阻丝加热，最大加热功率为300W。 (2)料筒：中心孔为11.28-0.005 -0.012（mm） 截面积为1crn2，材料为耐热不锈钢，在中心孔一侧钻有测温孔，可装插热电偶测温。 (3)毛细管：毛细管为镶装结构，中心为碳化钨合金钢，其长径比规格如下：直径D(mm)长度L(mm)LD1551101012020140403温度测量与控制系统 XLY一型控制系统采用微机系统的独立结构，除供本仪器配套外，也可以单独做为程序控温仪应用于其他设备。它通过电缆与加热炉、位移传感器，记录仪相连接
8、。图6所示控温原理方框图。铂电阻A/D变换温度显示中央处理器可控硅触发温度定值升温速度加温系统图6 控温原理方框图 本仪器用铂电阻做感温元件，经数字面板表的模/数转换为BCD码输入计算机。与温度定值比较计算，用可控硅控制加热电流的大小。根据不同的等速升温速率，计算机自动改变加热功率，达到控温和等速升温的目的。温度测量由E型热电偶直接从料筒中测量，再经补偿导线连接到记录仪上，记录仪将实时绘出料筒内温度变化曲线，记录仪温度示值范围为0400。4位移测量系统位移测量主要由精密直线电位器构成，直线电位器联接在导柱上。经压头直接压在柱塞上，则柱塞位移量直接由直线电位器测出，经插头连线接在记录仪信号2上输
9、入，位移量测量范围为02cm，对应记录纸满量程纸长为250mm，则实际位移量应由读数方向长度n换算得出。 五、安装与调试 1开箱检验仪器从包装箱中取出后，应首先与装箱单核对各零部件、组件、联线是否有缺损，以便及时与厂家联系。2安装与连线仪器主体应稳固地安装在地面上，记录仪与温度控制仪应安装在稳固的工作台上，各附备件应就近妥善保存，以免丢失和损坏。热电偶应用补偿导线接在记录仪信号1端子上，再将四线圆插头上两根位移测量输出线接在记录仪信号2端子上，以上两个信号线均有正负之分，接线时请注意。 然后再将双线输出的六线插头接在控温仪后的插座上，并将单线输出的四线插头接在炉体的插座上，以及四线圆插头接在机
10、头上方的插座内，最后接好控温仪和记录仪的电源线，则联线工作完成，接线见图7。信号一信号二控温仪电源记录仪电源流变仪主机加热炉记录仪控温仪保险丝图7 安装连线示意图3调试， (1)主机调整：主机底座应垫平，并以主机无晃动，杠杆、滑轮等运动部件运动自如，无刮碰为准，炉体推拉应自如，推入后炉口应与压头对齐，压头调整部分应自如，紧固螺钉应旋紧，以使压头与导柱联接紧密。 (2)控温仪调试：联线无误后，接通控温仪电源，打开电源开关，则指示灯亮，数字温度计应显示当时炉体实际温度。将升温速度拨盘选定为00或大于07(快速升温)，温度定值选定为高于炉体温度10以上时，加热电流应在2A以上。若选定等速升温时，加热
11、电流应小于2A。若有异常、请与厂家联系。数字温度计是由分度号为Pt100的铂电阻做为测量温度的传感元件，温度变化引起铂电阻阻值变化，经线性化处理放大后，由位数字电压表显示出实际的温度值。控温仪的温度定值是由数字拨盘输入的，该拨盘由四位数值组成，即百位、十位、个位和十分位，设定范围从室温到400.0(400.0)当设定值大于400.0时，控温系统停止工作，使用时应注意。A温度定值XLY一型流变仪升温速度内标准调标准电源开关电流表+190.0190005 图8 控温仪前面板示意图 (3)记录仪调试：接通记录仪电源，打开电源开关、1笔2笔开关和记录开关，变速换档应正常，加热热电偶则记录仪1笔指示温度
12、应增加，另外抬起杠杆、记录仪2笔向零位方向移动，反之应向满量程方向移动。 (4)位移测量的调试：当杠杆升至上限位置(机头上方红色指示灯亮)记录笔2应为零点(位移输出最小)，若不为零应卸下主机上盖调节位移传感器的滑动杆，松开杆上的螺母，旋转此杆以使记录仪2笔指零，然后锁死螺母，当杠杆位于下限位置时，记录仪2笔应指到400位置(输出最大)，否则可调节主机机头上方电位器使记录仪2笔指到400位置。反复试验几次，确认调好且无变化为止。 六、测试方法及操作步骤 1塑化、固化曲线的测试方法 (1)炉体在室温状态下，选定升温速度拨盘温度定值拨盘选0，打开控温仪和记录仪电源开关，打开记录仪1、2笔开关，选定适
13、当的走纸速度，同时加挂所需砝码。 (2)抬起杠杆使压头处于上限位置，拉出炉体，检查毛细管和料筒清洁与否，并针对不同毛细管选择不同毛细管垫圈将毛细管装入并旋紧以防漏料，根据试料形状、流动性能确定装料量，粒料少加，粉料多加，流动性好多加，流动性差少加，一般装料量为1.5g一2g，将称好的试料用漏斗装入料筒内，插入柱塞，先用手压实，将炉体移进压头下方，并与压头对正，放下杠杆使压头压在柱塞上，将试料压实并反复几次，再抬起压头后调节调整螺母，使压头与柱塞压紧。 (3)放下杠杆，同时开启记录仪记录开关并将温度定值选定在所需温度，则等速升温开始，仪器进入测试状态，至压杆到底则测试状态结束，关闭记录仪记录开关
14、，记录下各项工作参数，材料名称等，抬起压头，将炉体移出，取出柱塞，卸下毛细管并对料筒内壁和毛细管外表面进行清理，准备下次实验用。若再要做塑化固化曲线则需使炉体降温冷却至室温。 (4)若试料为易高温分解的试料，则温度定值不应定高，以防试料分解产生危险。2流动曲线的测试方法 (1)选定试验温度，输入温度定值，采用快速升温，打开控温仪和记录仪电源开关，打开记录仪1、2笔开关，选定适当的走纸速度，加挂所需砝码。(2)温度平衡15分钟后，加料、压实，具体操作与塑化曲线测试相同。(3)加料后5分钟即进入测试状态，操作方法与塑化曲线测试相同。3塑化、固化曲线数据读取：由于记录仪1、2笔在走纸方向上有约5mm位置差，则当读取各特征点时，位移曲线对应拐点所对应温度曲线应再向前推5mm，这
