[发明专利]超声波振动作用下聚合物流变性能的测试装置及方法

摘要

本发明公开了超声波振动作用下聚合物流变性能的测试装置及方法，该装置包括连接结构，连接结构的下端与一个具有中间空腔的支架结构的顶面固定相连，一个换能器设置在支架结构的中间空腔内，一个上端具有法兰的双头螺杆穿过换能器的中间孔设置，双头螺杆的上端和中间空腔的顶壁螺纹连接固定并且法兰的顶壁与中间空腔的顶壁压紧配合，双头螺杆的下端和变幅杆的顶端螺纹连接固定，换能器通过变幅杆压紧在双头螺杆的法兰底壁上，一个带有中间孔的端盖通过中间孔穿过活塞并且固定在支架结构的底部，端盖通过端盖上的凸台轴向压紧变幅杆设置。本发明装置可以直接计算获取不同超声波振动能量作用下的聚化合物熔体的流变特性。

主权项

1.一种超声波振动作用下聚合物流变性能的测试方法，其特征在于包括以下步骤：(1)测试前准备,具体步骤如下：将毛细管流变仪的毛细管口模和料筒连结在一起，并记录毛细管口模的直径和长度，然后将聚合物材料至少烘干30min后装入到料筒中；(2)根据测试需求设定毛细管流变仪的加热装置的加热温度，启动加热装置对料筒中的聚合物材料进行加热，达到设定温度后稳定10‑15min；(3)启动毛细管流变仪的驱动电机带动上下传动系统运动，使得上下传动系统上升到最高位置，然后将聚合物熔体流变性能测试装置通过连接结构的连接孔与毛细管流变仪的上下传动系统相连；所述的连接结构的下端与一个具有中间空腔的套筒状的支架结构的顶面固定相连，一个由压电陶瓷片组组成的换能器设置在支架结构的中间空腔内，一个上端具有法兰的双头螺杆穿过换能器的中间孔设置，所述的双头螺杆的上端和中间空腔的顶壁螺纹连接固定并且法兰的顶壁与中间空腔的顶壁压紧配合，所述的双头螺杆的下端和变幅杆的顶端螺纹连接固定，所述的换能器通过变幅杆压紧在双头螺杆的法兰底壁上，在所述的变幅杆的底面上固定有一个活塞，所述的支架结构、换能器、变幅杆以及活塞同轴线设置，一个带有中间孔的端盖通过中间孔穿过活塞并且固定在所述的支架结构的底部，所述的端盖通过端盖上的凸台轴向压紧变幅杆设置，所述的换能器的两根接线端子穿过支架结构与超声波发生器连接；(4)设定超声振动参数，然后启动超声波发生器，通过接线端子将电信号传入到换能器，换能器产生的超声振动通过变幅杆传递到活塞；(5)将活塞插入料筒入口，设定活塞的速度，并记录活塞直径；(6)启动驱动电机驱动活塞向下移动，推动聚合物熔体从毛细管口模挤出；(7)利用毛细管流变仪的压力传感器在线获取活塞施加在聚合物熔体上的压力值；(8)根据毛细管流变学理论，利用下式获得聚合物熔体在设定的加热温度以及设定的超声波参数的超声波作用下的剪切速率、剪切应力及剪切粘度：式中v_P代表活塞的速度、D代表活塞直径、d代表毛细管口模的直径、l代表毛细管口模的长度、P代表活塞施加在聚合物熔体上的压力值、代表聚合物熔体的剪切速率、σ代表聚合物熔体的剪切应力、η代表聚合物熔体的剪切粘度。