A:控制应力型: 使用zui多,如德哈克(Haake) RS系列、美TA的AR系列、英Malven、奥地利Anton-Paar的MCR系列,都是这类型的变仪。前三家的产品马达采用托杯马达,托杯马达属于异步交马达,惯量小,别适合于低粘度的样品测试;Anton-Paar的MCR变仪和美TA公司的ARES采用磁体直马达,但从原理上响应速度快,是应力型变仪的种发展方向。这类型的变仪,采用马达带动夹具给样品施加应力,同时用光学解码器测量产生的应变或转速,并在大扭矩测量方面不会产生大量的热,不会产生信号漂移。
控制应力的变仪由于有较大的操作空间,可以连接更多的能附件。
B:控制应变型:只有美TA的ARES属于单纯的控制应变型变仪,这种变仪直马达安装在底,通过夹具给样品施加应变,样品上通过夹具连接倒扭矩传感器上,测量产生的应力;这种变仪只能做单纯的控制应变实验,原因是扭矩传感器在测量扭矩时产生形变,需要个再平衡的时间,因此反应时间就慢,这样就无法通过回馈循环来控制应力。但奥地利Anton-Paar的MCRxx2系列变仪采用DSO控制,保证应变波形不受影响。
控制应变的变仪由于硬件复杂,只有几种能附件可供选择。
毛细管变仪主要用于聚物材料熔体变性能的测试;作原理是,物料在电加热的料桶里被加热熔融,料桶的下安装有定规格的毛细管口模(有不同直径 0.25~2mm和不同长度的0.25~40mm),温度稳定后,料桶上的料杆在驱动马达的带动下以定的速度或以定规律变化的速度把物料从毛细管口模种挤出来。在挤出的过程中,可以测量出毛细管口模入口出的压力,在结合已知的速度参数、口模和料桶参数、以及变学模型,从而计算出在不同剪切速率下熔体的剪切粘度。
实际上是在实验型挤出机的基础上,配合毛细管、密炼室、单双螺杆、吹膜等不同模块,模拟聚物材料在过程中的些参数,这种设备相当于聚合物的小型实验设备,与材料的实际过程更为接近,主要用于与实际接近的研究域。
这种变仪有振荡液滴、振荡剪切等几种原理;是变测试中zui难以准确实现的个域;还没有种别好而又通用的方法。
主要有锥板式、平行板式、同轴圆筒式和毛细管式。
锥板式为变仪,可测多种材料函数,适用于较黏度的分子溶液和熔体。
平行板式为锥板式的附件,作为补充适于较黏分子溶液熔体和多相体系。
同轴圆筒式为便易黏度计,适合低黏、低弹性体。
毛细管式适合于宽范围表观黏度测定(尤其适于速、黏体),剪切速率及动时的线,几何形状与挤出注模时的实际条件相似。可测量材料的黏度、弹性和变性。
测定聚物剪切黏度和动性的仪器有以下几类:落型、转动型(包括各种改良型门尼黏度仪),振荡型(扭转振动变仪和圆盘振荡变仪)、混炼机型[布拉本德(Brabender)塑性计]和毛细管挤出型(毛细管变仪和性能测定仪)等。上述各种测试仪器和测定方法各有其优缺点和适用范围,可互相补充。