挤塑机粘度计(通常指用于熔体流动指数或熔体粘度检测的仪器)的检测原理主要基于熔体在特定剪切条件下的流动行为分析,其核心是通过测量聚合物熔体在标准工况下的流动速率或阻力,间接反映材料的粘度特性。
1.熔体流动原理
剪切应力与流动:当聚合物(如塑料、橡胶)在挤塑机中加热至熔融状态时,熔体在活塞或螺杆的推动下被迫通过特定几何形状的模口(如毛细管、狭缝)。熔体的流动速度受剪切应力影响,而剪切应力与挤塑机的施加力(如活塞压力)直接相关。
体积流量法:通过测量单位时间内熔体通过模口的体积,计算熔体流动速率(MFR),进而通过公式推导出粘度值。
2.粘度与流动的关系
牛顿流体与非牛顿流体:
牛顿流体(如低分子量液体)的粘度与剪切速率无关。
非牛顿流体(如高分子聚合物)的粘度随剪切速率变化,需用幂律模型描述,其中K为稠度系数,n为流动行为指数。
挤塑机适用性:聚合物熔体多为非牛顿流体,挤塑机通过设定不同的剪切条件(如温度、压力、模口尺寸),模拟实际加工中的流动状态,从而测定其粘度特性。
3.关键参数
温度控制:聚合物粘度对温度敏感,挤塑机需精确控制料筒温度,确保测试条件与实际加工一致。
剪切速率:通过调整活塞重量或螺杆转速,改变剪切速率,覆盖材料的实际加工范围(如低剪切对应挤出成型,高剪切对应注塑)。
模口几何形状:常用毛细管模口,其尺寸影响剪切应力分布,需符合标准。
