德国耐驰NETZSCH 紧凑型桌面型毛细管流变仪 Rosａnd RH2000
- 从研发到质检
工作原理
Rosａnd RH2000 毛细管流变系统可将样品以精确可控的体积流速从已知尺寸的口模中挤出，从而表征材料在大载荷（高压）或者高的剪切速率下的流体性质。使用双料筒选件和“零长度"口模配置，可以同时确定剪切粘度和延展（拉伸）粘度随剪切（或变形）速率的变化关系。
毛细管流变仪系统包括几个关键组件，以实现针对特定样品或应用的稳健、可靠而方便的流变学测量：
毛细管流变仪基本单元：包括带孔的料筒，以加载样品 – 孔径和料筒材料必须与被测材料兼容。基本单元还包括头部单元，该头部单元与用于挤出样品的活塞之间具有机械连接。关键的系统功能，如驱动力、活塞速度范围等，均由基本单元控制。
口模和压力传感器的组合：口模安装在料筒孔的底部，其尺寸决定了所施加的剪切场。熔体压力传感器安装在料筒中，以测量材料挤出时模头入口处的合成压力。口模尺寸和压力传感器范围必须适合目标样品和测试类型。
温度及环境控制选件：料筒温度的精确控制至关重要，因为流变特性对温度有强依赖性。对于热敏材料，热平衡时间和惰性测试环境是确保数据可靠的关键考虑因素。
仪器软件：流变测试的性质可能相对较复杂。Rosａnd Flowmaster 软件界面旨在将直观的测试设置方法，与实时的仪器图形（在运行时给出所有关键参数值）相结合，实现简明易用。
Rosａnd RH2000 紧凑的系统设计，能够满足毛细管流变仪领域的绝大多数测试需求。该系统结合了大型立地式毛细管流变仪的许多高级功能，适合于从学术研究到质量控制领域的众多应用。
仪器特点
Rosａnd RH2000 台式毛细管流变仪可为广泛的应用领域提供高度灵活的测量功能和配置选项 - 从聚合物熔体，到制药工艺，从食品到油墨和涂料。
单孔和双孔机筒选件，可提供从经济易用的常规测量、到可以同时评估剪切粘度和延展（拉伸）粘度的双筒测量。
仪器具备高驱动力（ 20kN）和高速率（ 1200mm / min）特性，可实现宽广的剪切速率范围，与材料的实际加工条件相结合。
坚固的一体式悬臂框架设计，为紧凑的台式系统提供了的机械强度和刚性。
的旋转头设计可轻松接近流变料筒，以进行样品加载和仪器清洁。
提供众多可选的料桶材质和尺寸规格，可测量热敏性、化学侵蚀性或水基样品。
提供各种标准的高精度碳化钨口模，覆盖各类材料和测试类型。
易于互换的熔体压力传感器可满足所有测试要求 - 配置了低噪声三级放大器，以优化口模入口处的测量灵敏度。
专有的双模速率控制算法，可优化特定口模的剪切速率测量范围。
使用三个独立的区域加热器，和 10 倍 DIN 精度的铂电阻温度计，精确控制样品温度。还提供高温（ 500°C）和冷却盘绕选件。
提供氮气吹扫选件，以减少样品降解可能。
提供挤出胀大测量附件，可用于评估弹性样品。
方便易用的 Flowmaster 软件，可进行测试和分析，包括剪切和拉伸粘度，也可以确定样品的稳定性、壁滑移和熔体破裂。
Rosａnd RH2000 -主要应用
评价不同剪切速率和温度下聚合物或者悬浮液的流变特性。
模拟拉伸粘度主导的工艺过程，例如纤维纺丝、吹塑、薄膜吹塑、热压成型等。
评估工艺流程中的挤出行为，例如注塑成型，热熔体挤出成型等。
在模拟工艺的剪切速率下评估材料性能，例如高速喷涂或者打印等。
检测聚合物不稳定性，例如熔体破裂和热降解。
测量材料的弹性和相关性能，例如挤出胀大。
Rosａnd RH2000 -关键技术参数
孔数：单孔（RH2100），双孔（RH2200）
力：12kN (标准)，20kN (选配)
框架刚度：100kN.
速率：600mm/min (标准)，1200mm/min (高速选件)
动态速率范围 gt;120000:1. (使用高速选件可达 240000:1)
速率不确定性 lt; %
温度范围：室温 400°C (标准)。室温 500°C (高温选件)。5°C 200°C (冷却盘绕选件)
温度控制精度 lt; ±°C
筒孔直径：15 mm (标准)； mm；12 mm；19 mm；24 mm (可选孔径)
筒孔长度：250 mm
料筒材质：标配渗氮钢；可选：哈式合金，不锈钢
压力传感器范围：30,000psi; 20,000psi; 10,000psi; 5,000psi; 1,500psi; 500psi
口模：碳化钨：精度±5 μm
口模直径： … 2 mm（ mm 递增），3 mm。（其他直径，包括细孔口模，可特殊订购）
气氛控制：氮气吹扫，以提供干燥而惰性的测量氛围（选件）
选件：
- 氮气吹扫
- 熔体强度测试
- 熔体拉出附件
- 激光挤出胀大测试
- 狭缝口模
- PVT 测量
- 口模与熔体切刀
毛细管流变仪-应用文献
使用毛细管流变仪与多检测器GPC表征工艺处理过程中的聚合物降解，测量聚合物加工过程中分子结构与流变特性的变化（AN 170）
聚苯乙烯（PS）与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是两种使用泛的合成聚合物。聚苯乙烯被用于保护性的包装材料，如食品包装、CD盒、一次性餐具等，而PMMA常被用作玻璃的聚合物替代品（即有机玻璃），以及在医药技术、各类日常消费品中。
不管PS还是PMMA，熔融与模塑都是这些聚合物需要经受的常规工艺。因此理解它们在这类工艺处理中性能会发生怎样的变化十分重要。，聚合物的宏观性质，如强度，坚韧性，柔软性等等，很大程度上依赖于分子量、支链化程度等分子性质。如果这些聚合物的分子性质在加工处理过程中发生变化，那么有可能模塑产品的最终性质将与聚合物原材料的性质产生差异。
本应用案例在模拟模塑的情况下，研究了这两种聚合物对模塑应力的响应，描述了当PS与PMMA样品被重复地挤出通过毛细管流变仪时，发生的分子与流变性能的变化。使用毛细管流变仪测量了熔体粘度的改变，使用多检测器GPC表征了在每一通过流变仪的循环之后，样品的分子量与结构的改变。
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