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帶你了解流變儀的特點(diǎn)及詳細(xì)分類 流變儀如何操作

時間：2020-08-07    來源：儀多多儀器網(wǎng)    作者：儀多多商城     
一、流變儀：用于測定聚合物熔體，聚合物溶液，懸浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流變性質(zhì)的儀器。
二、流變儀是化工原料供應(yīng)商、科研院所、高校以及塑料改性研究和生產(chǎn)企業(yè)測定聚合物熔體粘彈性的儀器，根據(jù)其輸出的各種數(shù)據(jù)、曲線和圖表等科學(xué)信息來估測樹脂的加工性能，為新型材料的開發(fā)應(yīng)用、質(zhì)量監(jiān)控、科研及教學(xué)提供科學(xué)的科研手段。
三、常見的流變測量儀器有：
1.旋轉(zhuǎn)流變儀 ：依靠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來產(chǎn)生簡單剪切，快速確定材料的黏性、彈性等各方面的流變性能。優(yōu)點(diǎn)： （1）剪切速率恒定，無需對流動動力學(xué)作任何假設(shè)； （2）測試僅需要少量樣品，尤其適用于精細(xì)化學(xué)合成實驗或生物流體； （3）體系有極好的傳熱和溫度控制； （4）可以忽略末端效應(yīng)
2.毛細(xì)管留變儀 ：毛細(xì)管流變儀是目前發(fā)展較為成熟、應(yīng)用廣泛的流變測量儀 。優(yōu)點(diǎn)：操作簡單、測量范圍寬(10-2~105剪切速率)
3.轉(zhuǎn)矩流變儀：多功能、積木式，記錄混合過程中物料對轉(zhuǎn)子或螺桿產(chǎn)生的反扭矩隨溫度和時間的變化； 研究分散性能、流動行為和結(jié)構(gòu)變化（交聯(lián)、熱穩(wěn)定，等）
優(yōu)勢之處：與實際的設(shè)備，如單、雙螺桿擠出機(jī)、密煉機(jī)，的結(jié)構(gòu)相似，模擬混煉、擠出的加工過程，優(yōu)化配方和工藝。
 4.界面流變儀：界面流變儀包括MC1、MCR51、MCR101、MCR301、MCR501等系列產(chǎn)品，產(chǎn)品覆蓋了從質(zhì)量控制到頂級流變學(xué)基礎(chǔ)研究的所有領(lǐng)域。MC1流變儀是應(yīng)用范圍非常廣泛的一臺經(jīng)濟(jì)實用型質(zhì)量控制流變儀，它采用了一般只在高端流變儀上才配置的控制應(yīng)力CSS和控制應(yīng)變CSR兩種模式，便攜式設(shè)計，使用非常靈活，測量結(jié)果精確。在漢高、巴斯夫等世界著名企業(yè)得到了廣泛使用。
四、流變性能測試在高分子加工成型中有何作用：
基本過程：樹脂首先在熱的作用下逐漸熔融，并在外力的作用下發(fā)生混合、變形與流動然后在經(jīng)過口?；蛟诔尚湍＞咧行纬删哂幸欢ㄐ螤畹闹破?。
五、影響因素：溫度、壓力、黏性、彈性、分子量及其分布、內(nèi)部形態(tài)結(jié)構(gòu)等。
必須經(jīng)過大量的流變實驗來獲取流變數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析規(guī)律，掌握變化規(guī)律，簡歷相應(yīng)關(guān)系，才能更好地指導(dǎo)實踐。



    流變儀即用于測定聚合物熔體、聚合物溶液、懸浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流變性質(zhì)的儀器。


    分為旋轉(zhuǎn)流變儀、毛細(xì)管流變儀、轉(zhuǎn)矩流變儀和界面流變儀。


    旋轉(zhuǎn)流變儀是現(xiàn)代流變儀中的重要組成部分，它們依靠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來產(chǎn)生簡單剪切流動，可以用來快速確定材料的粘性、彈性等各方面的流變性能。


    旋轉(zhuǎn)流變儀一般是通過一對夾具的相對運(yùn)動來產(chǎn)生流動。引入流動的方法有兩種：


    一種是驅(qū)動一個夾具，測量產(chǎn)生的力矩，這種方法比較早是由Couette在1888年提出的，也稱為應(yīng)變控制型，即控制施加的應(yīng)變，測量產(chǎn)生的應(yīng)力；


    另一種是施加一定的力矩，測量產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)速度，它是由Searle于1912年提出的，也稱為應(yīng)力控制型，即控制施加的應(yīng)力，測量產(chǎn)生的應(yīng)變。


    對于應(yīng)變控制型流變儀，一般有兩種施加應(yīng)變及測量相應(yīng)的應(yīng)力的方法：


    一種是驅(qū)動一個夾具，并在同一夾具上測量應(yīng)力，應(yīng)用這種方法的流變儀有Haake，Conraves，F(xiàn)erranti-Shirley和Brookfield流變儀；


    而另一種是驅(qū)動一個夾具，在另一個夾具上測量應(yīng)力，應(yīng)用這種方法的流變儀包括Weissenberg和Rheometrics流變儀。


    對于應(yīng)力控制型流變儀，一般是將力矩施加于一個夾具，并測量同一夾具的旋轉(zhuǎn)速度。


    在Searle最初的設(shè)計中，施加力矩是通過重物和滑輪來實現(xiàn)的?，F(xiàn)代的設(shè)備多采用電子拖曳馬達(dá)來產(chǎn)生力矩。


    用途：


    1、對材料結(jié)構(gòu)的表征，包括：對聚合物分子量和分子量分布的定性和定量分析，以及對聚合物的支化性能、填充性能、拉伸性能和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等的分析。


    2、模擬聚合物的加工條件，評定聚合物的加工性能。通過對加工過程的分析，以正確選擇加工工藝條件并指導(dǎo)配方設(shè)計。


    3、對原材料、半成品和成品的性能做出評價。





原料供應(yīng)商使用流變儀來測量聚合物熔體的粘彈性是一件相當(dāng)普通的事情，現(xiàn)在越來越多的塑料混合商也開始使用它。利用流變儀可評估樹脂在常規(guī)質(zhì)量管理下的可加工性，或?qū)⑵溆米餮邪l(fā)工具，決定在某一生產(chǎn)條件或應(yīng)用條件下使用哪種材料可以。

流變儀廣泛使用的原因之一是它們的價格日漸便宜，這一現(xiàn)象的發(fā)生部分歸因于電腦的采用使流變儀性價比越來越高。過去經(jīng)常使用的流變儀，現(xiàn)在不用$40000就能買到。據(jù)報道，較新式流變儀具有更好的精確度，并附帶軟件和硬件，可以擴(kuò)大測試范圍。

一般說來，流變儀主要有三種類型：毛細(xì)管流變儀、扭矩式流變儀和動態(tài)旋轉(zhuǎn)式流變儀。三種類型分別適用于不同的目的。如果要尋找一臺精密的熔融指數(shù)儀，那么可以考慮使用毛細(xì)管流變儀。一般的熔融指數(shù)儀測量的只是剪切速率/黏度曲線上的一點(diǎn)，只能對材料的流動性或平均分子量進(jìn)行粗略的評估，而毛細(xì)管流變儀能到出曲線上的多個點(diǎn)，可以為注射成型或擠出成型等高剪切狀態(tài)提供更為真實的信息。初級毛細(xì)管流變儀的售價從$30000 到 $45000不等，高級的質(zhì)檢設(shè)備售價高達(dá)$100000。在線式毛細(xì)管流變儀黏度測量在材料通過擠出機(jī)時進(jìn)行。它們一般費(fèi)用為$100000到$150000，但也有幾家公司以$50000左右的價格引進(jìn)了這種設(shè)備。

扭矩式流變儀其實是小型的混合機(jī)或擠出機(jī)，它們可以測量混合螺桿或轉(zhuǎn)子上的扭矩。扭矩反映了材料混合的難易程度，它與黏度有關(guān)，是用于描述材料可加工性的主要方法之一。普通間歇式混料型的扭矩式流變儀售價從$35000到 $40000不等，帶有雙螺桿擠出的機(jī)型售價則高達(dá)$150000。

使用毛細(xì)管流變儀或扭矩式流變儀，令材料從儀器中通過，都能獲得有關(guān)黏度和熔體流動的數(shù)據(jù)。而動態(tài)旋轉(zhuǎn)式或振蕩式流變儀則不同，它們探索的是聚合物分子結(jié)構(gòu)以及粘彈性。使用時將塑料試樣放置在兩個組件中，其中一個固定，另一個以設(shè)定的速率做往返運(yùn)動。這種設(shè)備的剪切速率相對比較低，它們可以提供有關(guān)材料加工的信息，這對于材料供應(yīng)商的研發(fā)及質(zhì)檢部門來說是極為重要的。用于塑料材料的旋轉(zhuǎn)式流變儀的售價為$40000～ $90000。

使用毛細(xì)管流變儀得到的高剪切黏度，與使用動態(tài)旋轉(zhuǎn)式流變儀得到的低剪切黏度是有可比性的，因為它們所測的都是“真實的”或絕對黏度。但扭矩式流變儀不是這樣，它只是通過測量扭矩間接得到相對黏度。

如果混合商和加工商要尋求一種帶有一定研究能力的質(zhì)檢設(shè)備，那么應(yīng)該毛細(xì)管流變儀，設(shè)備供應(yīng)商大體都認(rèn)同這一觀點(diǎn)。第二種選擇是扭矩式流變儀，它可以檢測擠出口模以及注射模具中的流動，可用于質(zhì)檢。而且它還能將兩種材料混合，有助于測試和研發(fā)，這是另外兩種流變儀所不能辦到的。但是如果用毛細(xì)管流變儀或扭矩式流變儀都不能找出問題所在，那么可能就需要從分子結(jié)構(gòu)角度考慮，這時就需要使用動態(tài)旋轉(zhuǎn)式流變儀。

毛細(xì)管流變儀

應(yīng)力控制型高剪切毛細(xì)管流變儀由一個加熱桶和一個活塞組成，活塞向熔體施加壓力，使它以恒定的速率或剪切速率通過標(biāo)準(zhǔn)口模?？谀Ｐ螤羁梢愿囊詼y量材料在不同條件下的流變性能。除了較為常見的單頭毛細(xì)管流變儀，另有一種雙頭（雙桶）設(shè)備。這種設(shè)備可以同時進(jìn)行不同條件下的兩組實驗。還有在線式的毛細(xì)管流變儀，它可以安裝在擠出機(jī)上。
毛細(xì)管流變儀的主要供應(yīng)商有Ceast、Dynisco Polymer Test、 Goettfert、Malvern Instruments （2003年收購了Bohlin Instruments/Rosand）以及Thermo Electron （以前的Thermo Haake）。

雖然毛細(xì)管流變儀可以測試大部分塑料，但對于PVC而言仍是個難題，因為它會釋放出腐蝕性氣體氯化氫。Thermo Electron公司生產(chǎn)經(jīng)理Alberto Correa先生指出，PET、尼龍及其他吸濕性材料中的水分同樣也會引起侵蝕。但對于在線式毛細(xì)管流變儀來說，測試過程中氧氣被排出，所以吸濕性材料不會帶來問題。熱固性材料也能用于線毛細(xì)管設(shè)備測試，但不能用高級設(shè)備，因為樹脂硬化太快，不易清理。

毛細(xì)管流變儀可以測定材料黏度隨溫度及壓力的變化。實驗時，溫度恒定，活塞以10種不同的速率移動，這樣就能知道黏度與剪切速率和剪切力之間的關(guān)系，得到一條以剪切力（單位為Pa）為X軸，剪切速率（單位為s-1）為Y軸的流變曲線。兩者之比即為黏度（單位為Pa·s）。室溫下水的黏度為1cp，也就是1mPa·s。

用于質(zhì)檢的高級毛細(xì)管流變儀的壓力較小，僅為5~10 kN ，而中高級設(shè)備的壓力范圍可達(dá)50~60 kN 。前者的活塞速率為20000:1，研發(fā)部門使用的先進(jìn)儀器則為 200000:1 。
較為常見的毛細(xì)管流變儀是單頭的，如Goettfert的Rheotester 500（它既可用作流變儀，又可用作熔融指數(shù)儀）、Dynisco的LCR 7001、Ceast的Rheologic 2500、Malvern Instruments (Rosand)的 RH2100、以及Thermo Electron(Haake)的RheoCap S20等。

目前，雙頭毛細(xì)管流變儀也逐漸走進(jìn)了大眾的視野。有些雙頭毛細(xì)管流變儀只需$50000左右就能買到。因為可以在一次測試中獲得兩個結(jié)果，所以這種設(shè)備十分省時。雙頭毛細(xì)管流變儀另一大優(yōu)點(diǎn)是它們可以自行計算Bagley或其他修正，這樣得到的絕對黏度就更為可靠。這是通過使用口徑相同，長度不同的口模，得到相同剪切速率下不同的剪切力來實現(xiàn)的。

據(jù)Ceast公司的Nelson先生所說，雙頭毛細(xì)管流變儀在檢測滑壁效應(yīng)時也非常理想。潤滑劑、顏料或其他添加劑的加入可能會引起這一現(xiàn)象。檢測發(fā)現(xiàn)了這一問題就說明有必要減小添加劑的用量，從而能夠降低成本并改善加工。

常用的雙頭毛細(xì)管流變儀有Ceast的Rheologic 5000、Goettfert的Rheotester 2000、 Dynisco Polymer Test的LCR 7002、 Malvern Instruments (Rosand) 的RH 2200、以及Thermo Electron (Haake) 的RheoCap T100。

粘彈性的測量

較新的毛細(xì)管流變儀帶有硬件和軟件，可以測定或計算得到一些有關(guān)粘彈性的物理量，如拉伸黏度、出口膨脹以及熔體強(qiáng)度。Goettfert公司的總經(jīng)理Tim Haake先生認(rèn)為，拉伸或伸長黏度對薄膜、纖維、發(fā)泡加工以及吹膜成型來說十分重要，但是用一般的流變儀無法獲得這些數(shù)據(jù)。Goettfert公司的Rheotens 儀器在幾年前申請了專利，它是拉伸流變儀，價格為$60000。從那時開始，其他廠家相繼想出不同的方法，有些利用軟件交互作用，有些利用專門的附帶硬件來確定材料的粘彈性。例如，Dynisco Polymer Test公司開發(fā)了一種新的軟件程序，能從剪切速率和剪切力推算出一些材料的粘彈性信息，如伸長黏度。根據(jù)公司經(jīng)理Rich Pavero的介紹，Dynisco公司還開發(fā)了一種軟件，它在標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)數(shù)據(jù)與PET本征黏度之間建立了很好的相互關(guān)系。據(jù)報道，本征黏度已成為PET混合商和加工商所關(guān)注的一個物理量。

Malvern Instruments 公司的市場部副經(jīng)理Randy Byrne認(rèn)為，通過與專門的軟硬件相結(jié)合，中級RH2000 (Rosand)和高級RH10系列(Bohlin)流變儀都能測定出口膨脹。后者帶有一個高分辨率的激光器，可以測量熔體流出口模時的直徑。

Malvern公司的Rosand毛細(xì)管流變儀通過一個熔體強(qiáng)度裝置來測量伸長黏度，并能獲得其他一些與加工相關(guān)的物理量，如滑壁速率、熔體破碎、熱降解以及應(yīng)力松弛。同樣的，Ceast的流變儀現(xiàn)在可以裝配上伸縮設(shè)備，進(jìn)行熔體張力分析，提供伸長黏度數(shù)據(jù)。另外還能采用激光系統(tǒng)測量出口膨脹。Ceast公司建議用一種平衡壓力預(yù)測(ESP)程序作為標(biāo)準(zhǔn)軟件。 Nelson先生介紹說，不必等著每次活塞運(yùn)動速率（剪切速率）穩(wěn)定后再繪出流變曲線，利用所達(dá)的平衡壓力，這種軟件程序可以很早地預(yù)計出結(jié)果，能節(jié)省60%的試驗時間。

在線式流變儀

混合商和樹脂供應(yīng)商無需再每隔幾個小時將生產(chǎn)試樣送去實驗室等待結(jié)果出來了，利用在線式流變儀他們可以對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)控。這種流變儀從擠出機(jī)中取得熔體進(jìn)行測試，完成后熔體被丟棄或重新返還到擠出機(jī)中。Thermo Electron公司的Correa 先生說，他們公司的在線式加工控制流變儀（PCR 630）已被主要樹脂生產(chǎn)廠家所采用，其擠出機(jī)以60000lb/h的速率運(yùn)行(1 lb=0.4536kg)。很明顯，他們等不及去測試材料是否符合要求。對于其他生產(chǎn)商來說，超過 $100000的設(shè)備費(fèi)用也是引進(jìn)該機(jī)器的一個障礙。最近兩家供應(yīng)商引入了一種只須 $50000的在線式儀器。據(jù)說Dynisco公司的ViscoSensor 是最小的在線式返流毛細(xì)管流變儀，這款流變儀性能可與高級設(shè)備相比擬。Pavero先生提到，目前已經(jīng)有部分商家在使用它，如混合商、PET和聚烯烴片材及薄膜的擠出商、高檔PET回收商以及尼龍模型和棒材的擠出商等。一家生產(chǎn)用于熱成型盤的PET片材廠將這種設(shè)備用于黏度和濕度分析，因為它們可以檢測輸入電壓，如果干燥器沒能充分運(yùn)行的話它們能夠立即做出反應(yīng)。同時，Thermo Electron 還在德國研制出一種在線系統(tǒng)，現(xiàn)在在美國也有生產(chǎn)。ProFlow流變儀的基本售價為$50000，但試驗用過的材料并不返還到擠出機(jī)中。

在高檔設(shè)備中，Goettfert公司的小型在線式流變儀 MBR常常被PET生產(chǎn)商用于檢測生產(chǎn)的輸入電壓。該公司的實時流變儀(RTR)是一種返流系統(tǒng)，它在塑料檢測中具有一定特色。在檢測中，有些粘性很大的材料需要半個小時之久才能通過擠出口模，這就意味著在這半個小時內(nèi)，工廠可能一直在使用不合格的材料。而RTR附加有一臺流通泵，可以使材料試樣在5min內(nèi)送達(dá)流變儀，避免了這一現(xiàn)象的發(fā)生。

扭矩式流變儀

扭矩式流變儀的核心部件是一個特殊的發(fā)動機(jī)，它可以測量軸上的扭矩。其驅(qū)動系統(tǒng)能與可交換附件，如小型實驗室混合機(jī)或單、雙螺桿擠出機(jī)連接在一起。設(shè)備供應(yīng)商包括C.W. Brabender公司和Thermo Electron公司。

扭矩式流變儀和數(shù)據(jù)獲取軟件相連，就能對生產(chǎn)扭矩、驅(qū)動速率、溫度和壓力進(jìn)行追蹤。這些數(shù)據(jù)能夠說明材料加工以及不同添加劑分散的難易程度。在聚合物工業(yè)中，扭矩式流變儀最初用于PVC和橡膠的檢測，這是由它們配方中的添加劑所決定的。例如，扭矩式流變儀有助于評估配方是否容易降解。當(dāng)材料開始交聯(lián)時，PVC扭矩會變大。

C.W. Brabender公司的應(yīng)用試驗室經(jīng)理Andrew Yacykewych說，扭矩式流變儀現(xiàn)在可用于各種熱塑性塑料的測試，包括納米復(fù)合材料和木塑材料。這種設(shè)備還能用于研究熱固性材料，尤其是不飽和聚酯和酚醛塑料的硬化行為。據(jù)Yacykewych 所說，使用扭矩式流變儀的廠商主要進(jìn)行薄膜、片材、管材以及涂料的擠出。這種控制精確的小型擠出機(jī)還能用于導(dǎo)管等制品的小批量生產(chǎn)。

Thermo Electron 的Martin 先生說，扭矩式流變儀的較新進(jìn)展包括一種特殊的傳感器?；旌仙毯湍噶瞎?yīng)商用它來測量材料的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性，作為質(zhì)檢設(shè)備對添加劑（如碳黑）的分散情況及性能進(jìn)行檢測。

混合商還能用扭矩式流變儀對雙螺桿擠出生產(chǎn)線進(jìn)行小規(guī)模的模擬。Thermo Electron公司新型PolyLab 系統(tǒng)是一種組合扭矩式流變儀，用于實驗室或試驗工場的生產(chǎn)模擬。

Martin 說，許多混合商剛開始設(shè)計配方時，使用小型的間歇式混合組件。一旦確定了基本配方，就可以使用雙螺桿擠出機(jī)連續(xù)地進(jìn)行混合。然后材料經(jīng)造粒，輸送到一個連有扭矩式流變儀的單螺桿擠出機(jī)上，由小型吹膜生產(chǎn)線成型，得到塑料袋。公司的 PolyDrive 生產(chǎn)線包括有一個稍便宜的流變儀以及一個專用混合機(jī)或擠出機(jī)，它們兩者不能互換。例如，PVC混合商如果想使用這種設(shè)備進(jìn)行PVC熔融試驗，那么專用的PolyDrive 混合機(jī)就能令他滿意。PolyDrive 系統(tǒng)（包括軟件在內(nèi)）售價在$35000 到$45000之間。

C.W. Brabender公司的頂級設(shè)備Intelli-Torque Plasti-Corder已有四年的應(yīng)用歷史，它擁有高精度的數(shù)字伺服驅(qū)動系統(tǒng)，在整個0.2～150r/min的速度變化范圍內(nèi)，扭矩可在1 ~ 400 Nm之間變化。最近公司引入了ATR Plasti-Corder裝置，其驅(qū)動較?。?.5 馬力），價錢更低。ATR適用扭矩高達(dá)160 Nm，可與任何Brabender混合機(jī)或單螺桿擠出機(jī)相連。

Brabender公司新型扭矩式流變儀軟件Winmix適用于間歇式混合機(jī)，內(nèi)含可用于PVC、彈性體、聚烯烴、熱固性材料以及工程塑料的評估程序。測試范圍包括增塑劑或流體吸收、流動和硬化行為、加熱和剪切穩(wěn)定性、硬質(zhì) PVC的熔融行為以及炭黑的結(jié)合時間。

Winext也是一種用于擠出的新軟件，它可以評估聚合物在近似真實生產(chǎn)條件下的粘度。

動態(tài)旋轉(zhuǎn)式流變儀

動態(tài)旋轉(zhuǎn)式流變儀的主要部件是一個發(fā)動機(jī)、一個光編碼器、一個扭矩感應(yīng)裝置和一個能在發(fā)動機(jī)軸上施加壓力的工具（用于塑料應(yīng)用）。另一個關(guān)鍵的部件是空氣軸承，它使發(fā)動機(jī)和扭矩感應(yīng)裝置能夠漂浮起來，使摩擦最小化。這種流變儀的主要供應(yīng)商包括有Thermo Electron (Haake)公司、TA Instruments (包括以前的 Rheometric 設(shè)備) 公司以及Malvern Instruments (Bohlin)公司。

動態(tài)旋轉(zhuǎn)式流變儀以連續(xù)旋轉(zhuǎn)和振蕩的形式運(yùn)作。小角度的振蕩常用于塑料的測試中，這種振蕩可以提供粘彈性的信息，如熔融黏度、分子質(zhì)量、重均分子量分布和聚合物松弛，這些都對材料的加工有著影響。設(shè)備軟件可以繪制出彈性模量及粘性模量與振蕩頻率（rad/s）的關(guān)系圖。這種測試的剪切比較小，其掃描程序可使振蕩幅度由小到大變化，以模擬不同的加工剪切條件。

動態(tài)旋轉(zhuǎn)式流變儀有三種不同的壓力傳感裝置：錐板／平板式、平板／平板式、和同心圓柱式。最后一種主要用于粘合劑和涂料。平板／平板式（或平行板式）裝置可用于測試熱塑性熔體和熱固性材料（必須使用一次性板）材料。錐板／平板式設(shè)備主要用在剪切恒定情況和法向力測試中（與熱塑性塑料的出口膨脹相聯(lián)系）。還能采用平行板或錐板/平板式傳感器對固體塑料進(jìn)行蠕變研究。實驗時，對試樣施加恒定的壓力，而后檢測張力。通過蠕變實驗可以直接測得平衡恢復(fù)柔量和零切黏度。

TA Instruments公司的AR 系列流變儀是常見的用于塑料的動態(tài)流變儀。它采用了CMT（電機(jī)和傳感器相組合）技術(shù)。TA Instruments 申請了專利的SMT（電機(jī)和傳感器相分離，解決了慣性問題）裝置稍貴一些，但在塑料測試使用中仍較普遍。它直接測量驅(qū)動主機(jī)上的扭矩，大大減少了校準(zhǔn)的次數(shù)。例如，CMT 流變儀在測量低黏度時有困難，因為相對于材料阻力來說，此時轉(zhuǎn)子和傳感器的慣性顯得更大了。這樣的問題在分析加工黏度變化很大的材料（如熱固性材料）時也會出現(xiàn)。當(dāng)聚合物硬化，用戶就會遇到CMT 流變儀的這種慣性限制。但據(jù)報道，使用SMT 技術(shù)的Ares流變儀可以精確測試任何黏度范圍的材料。

CMT 設(shè)備能控制壓力恒定，但不能保持應(yīng)變恒定。一般來說，CMT設(shè)備只能通過迭代循環(huán)反饋回路，在振蕩式流變儀中使用來控制應(yīng)變，這時往往需要多次振蕩循環(huán)才能獲得所要的應(yīng)變，從而延長了測試時間。SMT設(shè)備則不會出現(xiàn)這樣的問題。現(xiàn)在CMT 設(shè)備改進(jìn)后，用戶可以和使用SMT 設(shè)備一樣，在一次振蕩內(nèi)達(dá)到所需應(yīng)變，所不同的是它仍需另外校準(zhǔn)。舉個例子，TA Instruments 公司的AR Mobius Drive 2000系統(tǒng)，它安裝有不同的附件，包括用于研究熱固性材料硬化行為的加熱爐。這個系統(tǒng)可以直接控制振蕩時的應(yīng)變和壓力，并在平臺上進(jìn)行應(yīng)變速率恒定的壓力松弛測試。

據(jù)稱Malvern公司的Bohlin Gemini和C-Vor CMT 設(shè)備也能達(dá)到類似效果，它的Rotonetic驅(qū)動既能控制壓力又能控制應(yīng)變。Thermo Electron公司的RheoStress 600 應(yīng)用已有兩年，它的電動機(jī)重量極小，從而可以減少測試中慣性的影響。其法向力（轉(zhuǎn)軸上）測試也很有特點(diǎn)。應(yīng)用工程師Jenni Briggs 先生解釋說，在許多流變應(yīng)用中，壓力常常是施加在垂直于熔體流動的方向上。使用RheoStress 600，法向力既可以被設(shè)定為一個固定參數(shù)，又可以被當(dāng)作是一個可測的變量。剪切粘彈性試樣會引起法向力的變化，它可以通過集成在空氣軸承上的法向力傳感器來測定。其MFC (壓力微量修正) 裝置進(jìn)一步擴(kuò)大了它的可測壓力范圍，最小可低至0.01 N。在FLC (控壓裝載)模式下，在試樣上施加預(yù)設(shè)的法向力，用以增強(qiáng)實驗可重復(fù)性。

另一種選擇

Brookfield Engineering Laboratories最近推出了一種動態(tài)旋轉(zhuǎn)式流變儀。該流變儀的“錐形軸”（錐板/平板）式設(shè)備中安裝有機(jī)械軸承，可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)。雖然它們沒有空氣軸承那么靈敏，同時也不能進(jìn)行振蕩試驗，但其價格十分低廉。它們被推薦用于質(zhì)檢和某些聚合物性能的測試。市場部主管Bob McGregor先生解釋說，空氣軸承設(shè)備可以提供更多有關(guān)材料屈服值和彈性模量的精確信息，這些數(shù)據(jù)對于分析研究十分重要。但對于基本的性能測試來說，顯然這種儀器更為合適。

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