流变仪即用于测定聚合物熔体、聚合物溶液、悬浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流变性质的仪器。
分为旋转流变仪、毛细管流变仪、转矩流变仪和界面流变仪。
旋转流变仪是现代流变仪中的重要组成部分,它们依靠旋转运动来产生简单剪切流动,可以用来快速确定材料的粘性、弹性等各方面的流变性能。
旋转流变仪一般是通过一对夹具的相对运动来产生流动。引入流动的方法有两种:
一种是驱动一个夹具,测量产生的力矩,这种方法早是由Couette在1888年提出的,也称为应变控制型,即控制施加的应变,测量产生的应力;
另一种是施加一定的力矩,测量产生的旋转速度,它是由Searle于1912年提出的,也称为应力控制型,即控制施加的应力,测量产生的应变。
对于应变控制型流变仪,一般有两种施加应变及测量相应的应力的方法:
一种是驱动一个夹具,并在同一夹具上测量应力,应用这种方法的流变仪有Haake,Conraves,Ferranti-Shirley和Brookfield流变仪;
而另一种是驱动一个夹具,在另一个夹具上测量应力,应用这种方法的流变仪包括Weissenberg和Rheometrics流变仪。
对于应力控制型流变仪,一般是将力矩施加于一个夹具,并测量同一夹具的旋转速度。
在Searle初的设计中,施加力矩是通过重物和滑轮来实现的。现代的设备多采用电子拖曳马达来产生力矩。
用途:
1、对材料结构的表征,包括:对聚合物分子量和分子量分布的定性和定量分析,以及对聚合物的支化性能、填充性能、拉伸性能和玻璃化转变温度等的分析。
2、模拟聚合物的加工条件,评定聚合物的加工性能。通过对加工过程的分析,以正确选择加工工艺条件并指导配方设计。
3、对原材料、半成品和成品的性能做出评价。