转矩流变仪在塑料加工中的应用

布拉本德（Brabender）转矩流变仪是在塑化仪的基础上发展起来的一种综合性聚合物材料流变性能测试实验设备。其突出特点是可以在接近于真实加工条件下，对材料的流变行为进行研究。目前已经在塑料加工性能研究、配方设计，材料真实流变参数测量等方面获得了重要应用。随着转矩流变仪应用的日益广泛，其组成和性能也在不断发展，呈现多功能、高性能、高精度、自动化等趋势。经总结，转矩流变仪在塑料加工中的应用如下：

1. 利用混炼器可以有效地对热塑性及热固性材料的塑化和固化行为进行测量和表征。

1.1 在硬聚氯乙烯（U-PVC）干混料配方及工艺性能评定中的应用
在U-PVC干混料配方中，除PVC树脂外，为了获得合适的工作及加工性能，需要配合各种成分，这些成分对干混料熔体的流变性有不同的影响，从而显著地影响物料*终的加工性能。在混炼器上测量干混料的流变曲线是了解配方中各组成成份对物料加工性能影响的有效方法。

1.2 在表征交联聚乙烯（XLPE）交联特性中应用
XLPE在高压电缆绝缘中获得了广泛的应用，交联特性是描述其加工特性中的重要参数。交联曲线是表征XLPE交联特性的主要方法。利用混炼器测量XLPE交联曲线的方法与U-PVC流变曲线的实验方法类似，不同的是混炼器中混有交联剂的PE颗粒在热与剪切作用下发生交联反应。

2. 挤出机在表征与评价塑料加工性能中的应用。

挤出机在表征与评价塑料加工性能中*基本的应用是，作为模拟实际加工设备的小型实验机对材料的加工性能进行实际评价。另一个重要应用是利用挤出机配合毛细管模具在不同剪切速率下，测量塑料熔体的真实粘度，对材料的流动性进行客观表征。

2.1 利用毛细管模具测量聚合物熔体的真实粘度

聚合物熔体的流动过程可以借助流体的层流模型描述。

2.2 利用挤出机模拟实际的加工过程

利用不同类型的挤出机配合相应的模具对实际加工过程进行模拟，从而评价材料的加工性能，并获得实际的加工工艺参数及材料的加工范围是各种小型挤出机的基本应用。

3. 材料改性研究

塑料改性的重要方法是共混改性，为了达到改性目的，往往需要实验几十个甚***上百个配方，300ml混炼器适合于这种工作。共混料在混炼器中充分混炼后，然后粉碎，经单螺杆挤出机与平模模具挤出，再经压延机压光后即可制成哑铃形样片完成机械性能测试，也可以进行流变性测试。选出几个较好的配方后，可以进一步在平行双螺杆挤出机上共混并造粒，进行进一步的研究和筛选，*终完成改性研究。这一研究路线用料少，效率高，不仅节约大量研究经费，而且还能加快研究进程。

4. 杂质测量

交联聚乙烯制造高压电缆绝缘时，不同的电压等级，绝缘料中杂质的大小及含量有明确的行业标准规定，因此材料中的杂质检测是电缆料及电缆生产中的重要环节。利用转矩流变仪的单螺杆挤出机配合平模模具将被测物料制成薄片，再令其通过杂质测量仪，就可以快速准确地完成杂质测量。这也是目前杂质测量***有效的方法。

5. 拉伸流变

在吹膜、流延、纺丝等加工过程中，聚合物的熔体强度和临界拉伸强度是重要的参数，利用转矩流变仪和简单的附加装置可以方便地获得这些参数。