一種在線測量聚合物熔體流變參數的裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及高分子材料成型加工領域，尤其設及一種在線測量聚合物烙體流變參 數的裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 聚合物的流變性能是檢測最終產品質量的一項重要技術指標，通過對聚合物材料 流變參數進行科學測量，有助于了解聚合物的流變行為，從而獲得優良的擠出物性能。毛細 管流變儀是目前發展最成熟、應用最廣泛的表征聚合物流變性能的儀器，它不僅能夠測量 聚合物的剪切黏度，還能表征聚合物的擠出行為，進而研究聚合物的黏彈性行為。然而，雖 然傳統的離線流變儀能夠測量各種流變數據并且對聚合物加工提供必要的理論基礎，但其 測量結果與實際加工環境還是有所差別，用其來指導實際加工過程存在著較大的差異性， 因此，實時監測聚合物的生產制造受到人們越來越廣泛的重視，其中，在線流變儀作為一種 衡量生產加工過程中聚合物烙體流動性的工具有著廣闊的前景。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種在線測量聚合物烙 體流變參數的裝置及方法；能直接用于生產線加工設備中真實反映烙體黏度隨剪切速率的 變化規律，克服現有技術中測量結果與實際加工環境因存在差別所帶來的問題。
[0004] 本發明通過下述技術方案實現：
[0005] 一種在線測量聚合物烙體流變參數的裝置，該裝置包括溫度控制裝置10,溫度控 制裝置10的殼體內具有一儲料室8 ;該儲料室8的上方為設有活塞9的活塞段，儲料室8的 下方為聚合物烙體擠出段，在擠出段內自上而下依次設置有多個相互間隔的毛細管口模； 在各個毛細管口模6的入口處分別安裝有壓力傳感器4 ;在溫度控制裝置10的端部設有用 于固定毛細管口模6的固定塊5。
[0006] 該儲料室8通過烙體累3連接擠出機的烙融塑化段，烙體累3從擠出機烙融塑化 段將聚合物烙體引入到儲料室8內，通過活塞9的擠壓，使儲料室8中的聚合物烙體依次從 多個毛細管口模6中擠出。
[0007] 所述多個毛細管口模6為3個直徑相同、長徑不同的毛細管口模。
[000引所述活塞9的上部桿體為滾珠絲桿12,上部桿體的端部通過齒輪15、13連接伺服 電機14,伺服電機14轉動時，在滾珠絲桿12的作用下活塞9向上或者向下運行。在滾珠絲 桿12的下段設有用于檢測活塞9下行速度的位移速度傳感器11。
[0009] 在對應于儲料室8的溫度控制裝置10殼體上設置有溫度傳感器7。
[0010] 在擠出機的殼體上設有烙融塑化段溫度傳感器1。
[0011] 擠出機烙融塑化段通過管路連接烙體累3,該管路上設有控制閥2。
[0012] 采用上述裝置在線測量聚合物烙體流變參數的方法如：
[0013] 步驟一、開啟溫度控制裝置10,直至溫度傳感器7的讀數與擠出機烙融塑化段溫 度傳感器1的讀數相同；
[0014] 步驟二、開啟控制閥2,烙體累3將擠出機烙融塑化段內的聚合物烙體引入儲料室 8內；
[0015] 步驟=、開啟伺服電機14,控制活塞9下行速度，活塞9將儲料室8內的烙體從毛 細管口模6擠出；
[0016] 步驟四、利用計算機將數據采集卡采集到的各個毛細管口模6的入口處的聚合物 烙體壓力數據、活塞位移速度數據、擠出機烙融塑化段的聚合物烙體溫度數據和儲料室8 內的聚合物烙體溫度數據進行處理和計算，同時進行Bagley和Rabinowitsch校正，獲得聚 合物烙體的流變性能參數；
[0017] 步驟五、將測量的流變性能參數與擠出機中數據庫進行對比，然后反饋到擠出機 控制系統上，進行工藝參數的調節。
[0018] 所述步驟=中，控制活塞9下行速度，通過位移速度傳感器11測量活塞9速度，從 而獲得計算毛細管口模6管壁處的剪切速率，通過壓力傳感器4測量毛細管口模兩端的壓 力降，從而計算毛細管管壁處的剪切應力。
[0019] 本發明相對于現有技術，具有如下的優點及效果：
[0020] 1、采用S個毛細管口模在線測量，無需更換毛細管口模便可進行Bagl巧矯正，能 夠同時測量=個剪切粘度值并對=個值取平均值作為最終測量值，減少試驗誤差的影響。
[0021] 2、可利用Cogswell方法研究聚合物烙體的瞬時拉伸黏度。
[0022] 3、在線裝置與擠出機組成閉環控制系統，能夠實現全自動控制。
[0023] 4、可更換毛細管口模來進行聚合物烙體壁滑移現象研究。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發明結構示意圖。
[0025] 圖2是毛細管口模的局部放大示意圖。
[0026] 圖3是聚合物烙體流變參數測量框圖；
[0027] 圖中；V-活塞速度；A P-壓力降；L/D-長徑比；表觀剪切速率；一真實 剪切速率；T，一真實剪切應力；II，一真實剪切黏度；Pg-拉伸速率；rU-拉伸黏度；U,-壁滑移速度。
【具體實施方式】
[002引下面結合具體實施例對本發明作進一步具體詳細描述。
[0029] 實施例
[0030] 如圖1至3所示。本發明在線測量聚合物烙體流變參數的裝置，該裝置包括溫度 控制裝置10,溫度控制裝置10的殼體內具有一儲料室8 ;該儲料室8的上方為設有活塞9 的活塞段，儲料室8的下方為聚合物烙體擠出段，在擠出段內自上而下依次設置有多個相 互間隔的毛細管口模；在各個毛細管口模6的入口處分別安裝有壓力傳感器4 ;
[0031] 該儲料室8通過烙體累3連接擠出機的烙融塑化段，烙體累3從擠出機烙融塑化 段將聚合物烙體引入到儲料室8內，通過活塞9的擠壓，使儲料室8中的聚合物烙體依次從 多個毛細管口模6中擠出。
[0032] 所述多個毛細管口模6為3個直徑相同、長徑不同的毛細管口模。
[0033] 所述活塞9的上部桿體為滾珠絲桿12,上部桿體的端部通過齒輪15、13連接伺服 電機14,伺服電機14轉動時，在滾珠絲桿12的作用下活塞9向上或者向下運行。
[0034] 在滾珠絲桿12的下段設有用于檢測活塞9下行速度的位移速度傳感器11。
[0035] 在溫度控制裝置10的端部設有用于固定毛細管口模6的固定塊5。
[0036] 在對應于儲料室8的溫度控制裝置10殼體上設置有溫度傳感器7。
[0037] 在擠出機的殼體上設有烙融塑化段溫度傳感器1。
[003引擠出機烙融塑化段通過管路連接烙體累3,該管路上設有控制閥2。
[0039]