拉伸流變儀VADER 1000---測量聚合物(wù)熔體和溶(róng)液的拉伸(shēn)流(liú)變(biàn)性(xìng)能技(jì)術(shù)

丹(dān)麥(mài)RHEO FILAMENT公(gōng)司(sī)研發(fā)的多功能精(jīng)確變(biàn)形拉(lā)伸流變儀VADER 1000精度，測量範圍(wéi)，功能(néng)和性能。獨(dú)特的設計確保每(měi)次樣品(pǐn)均質(zhì)，單軸(zhóu)變(biàn)形(xíng)，適(shì)用於(yú)塑(sù)料行業的(dí)研發(fā)。多(duō)功能(néng)精(jīng)確變(biàn)形(xíng)拉(lā)伸流(liú)變(biàn)儀確保用(yòng)戶(hù)樣品不(bù)會滑動(dòng)，在實驗(yàn)期間保持(chí)恒定的(dí)應變(biàn)率(shuài)或(huò)應力(lì)，並確保對(duì)收(shōu)集的(dí)數(shù)據有充(chōng)分(fēn)的(dí)信心。

經(jīng)過(guò)多年的(dí)研究(jiū)和(hé)開(kāi)發，多功(gōng)能(néng)拉伸(shēn)流(liú)變(biàn)儀(yí)VADER 1000將以(yǐ)前僅(jǐn)在(zài)學(xué)術實(shí)驗室中發(fā)現(xiàn)的研究(jiū)級方(fāng)法集成(chéng)到用(yòng)戶(hù)友(yǒu)好，堅固(gù)且(qiě)多功能的台式設(shè)備(bèi)中(zhōng)，使測量(liáng)材料(liào)的(dí)綫性和非綫(xiàn)性(xìng)特(tè)性變得簡單(dān)易行。此外(wài)多功能拉(lā)伸流變儀VADER 1000還提供多種附件以滿足(zú)您苛刻(kè)的(dí)測試(shì)條(tiáo)件和樣品要求。

丹(dān)麥(mài)RHEO FILAMEN拉伸(shēn)流變儀(yí)VADER 1000客戶案(àn)例(lì)

丹麥(mài)RHEO FILAMENT公(gōng)司研發(fā)的拉(lā)伸流(liú)變儀廣泛(fàn)運用在高(gāo)分(fēn)子(zǐ)物(wù)理(lǐ)和(hé)化(huà)學國(guó)家(jiā)重(zhòng)點(diǎn)實驗室，大學(xué)高校研究所(suǒ)和化工行業研(yán)發(fā)公(gōng)司中，在(zài)研(yán)究聚合物熔體和溶(róng)液的拉伸(shēn)流(liú)變性上發揮(huī)重(zhòng)要(yào)作用(yòng)，如下(xià)
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拉伸流變(biàn)儀(yí)VADER 1000產品(pǐn)優(yōu)勢

①VADER 1000拉伸最大形變（SER）可(kě)以(yǐ)達到7，其它品(pǐn)牌是(shì)4。這是(shì)指(zhǐ)數(shù)級的變(biàn)化，即是(shì)E4和E7的(dí)區別。

因(yīn)為塑膠(jiāo)有些性能(néng)要在(zài)很(hěn)大形(xíng)變下才能(néng)看(kàn)到，所以(yǐ)位(wèi)伸形(xíng)變的(dí)上限(xiàn)範圍(wéi)很重要。

②在(zài)拉伸測量中，VADER 1000有(yǒu)激光(guāng)監測樣品(pǐn)的(dí)形(xíng)態變(biàn)化(huà)狀態(tài)，其它品牌沒有這個監測(cè)，隻(zhī)是用(yòng)匀速(sù)轉動(dòng)默(mò)認樣品的形態已達(dá)到(dào)設(shè)定(dìng)的(dí)樣子。

③VADER 1000在(zài)樣品(pǐn)鬆弛時(shí)也可以測量，因(yīn)為儀器(qì)的上(shàng)板(bǎn)可以(yǐ)向下(xià)壓或者(zhě)回轉(zhuǎn)。其(qí)它品(pǐn)牌(pái)在樣品(pǐn)鬆弛(chí)時會斷掉。

④VADER 1000可以獨立(lì)使(shǐ)用，無(wú)需外(wài)部的旋(xuán)轉流變儀(yí)等(děng)配(pèi)合。

⑤熔體強(qiáng)度Melt strength這個參(cān)數(shù)在商業上較(jiào)通用(yòng)，但實(shí)際上不(bù)能反(fǎn)映樣品真(zhēn)實性(xìng)能。

舉例
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下麵這(zhè)兩個聚乙烯(xī)樣(yàng)品A和C，熔(róng)體強度melt strength是(shì)不一樣的(dí)（圖1）。但(dàn)是(shì)如果不測拉(lā)伸黏度的話，實(shí)驗人員不知道他們的拉伸黏度(dù)其實是(shì)一樣的（圖2，不同(tóng)拉(lā)伸速率下的穩(wěn)態拉(lā)伸(shēn)黏度）。

下(xià)圖a是不同(tóng)拉伸(shēn)速率(shuài)下的瞬態黏度(dù)。C的0剪切黏(nián)度低(dī)，但是(shì)拉伸中應(yīng)變(biàn)硬化(huà)強，所(suǒ)以能達到相同(tóng)拉伸黏度(dù)。圖(tú)b是不同(tóng)速(sù)率(shuài)下的(dí)應(yīng)力(lì)應變曲(qū)綫，應(yīng)變(biàn)4那裏有(yǒu)條(tiáo)虛綫，是其他(tā)儀(yí)器能測(cè)到(dào)的地(dì)方。

應變4以後才(cái)能證實(shí)他們的(dí)拉(lā)伸(shēn)應(yīng)力(lì)是一(yī)樣的，應變(biàn)4以(yǐ)前隻(zhī)能(néng)看到(dào)這(zhè)個(gè)趨(qū)勢。而且兩個(gè)圖(tú)裏麵那(nà)個“overshoot”，應變4以前(qián)看不到，實(shí)驗(yàn)人員會(huì)以為(wéi)應力(lì)隨應變(biàn)單(dān)調(tiáo)增(zēng)加(jiā)，但實(shí)際並不是(shì)。

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：低(dī)密(mì)度聚(jù)乙(yǐ)烯(xī)拉伸流變性能新(xīn)技術(shù)論文

拉伸(shēn)流變儀(yí)VADER 1000技術原理(lǐ)---長絲拉伸流變學(xué)

流(liú)變學(xué)是研究材料如何(hé)在明(míng)確(què)定(dìng)義的(dí)應(yīng)力或使材料(liào)變形(xíng)到規(guī)定量所(suǒ)需(xū)的(dí)應力(lì)下(xià)變(biàn)形。流(liú)變(biàn)學研究(jiū)中有兩種(zhǒng)基本流(liú)動變形(xíng)場(cháng)
：簡單剪切和(hé)單軸(zhóu)延伸。流場的簡單性使得(dé)分(fēn)析確(què)定(dìng)諸(zhū)如粘度，模(mó)量，弛(chí)豫時間等材(cái)料參(cān)數變得容易(yì)。

簡單剪(jiǎn)切和單(dān)軸拉伸(shēn)有(yǒu)著(zhuó)根(gēn)本(běn)性(xìng)區別(bié)。在(zài)剪(jiǎn)切(qiē)過程中，材(cái)料(liào)的橫截麵積(jī)在(zài)流動的情況下是(shì)固定的，而典(diǎn)型的(dí)拉伸流(liú)動會引起(qǐ)材料(liào)的(dí)橫(héng)截(jié)麵(miàn)積隨(suí)時(shí)間的(dí)變化。因此，應(yīng)變和(hé)應(yīng)力的(dí)定義(yì)要(yào)求精準(zhǔn)測量力和(hé)橫(héng)截麵積。

拉伸流變(biàn)儀(yí)VADER 1000的工作(zuò)原理是(shì)長絲拉伸(shēn)流(liú)變(biàn)學，其中應變和應力的(dí)測量(liáng)需要(yào)精確力和橫(héng)截麵積的(dí)測(cè)量。應變和應(yīng)力(lì)由以(yǐ)下公(gōng)式給出(chū)
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丹麥(mài)VADER 1000長(cháng)絲拉伸(shēn)流變(biàn)儀特(tè)點

長(cháng)絲(sī)拉伸流(liú)變儀(yí)與其他拉(lā)伸技術(shù)不同的一個特(tè)點是，測(cè)量是在一(yī)個點上進(jìn)行的。這(zhè)與(yǔ)剪切(qiē)流變相反(fǎn)，剪切流(liú)變計算(suàn)的是(shì)樣品(pǐn)板橫截(jié)麵(miàn)積(jī)上的應(yīng)力(lì)。

在(zài)長絲拉伸流變儀中，測量(liáng)是在直(zhí)徑(jìng)最(zuì)小的(dí)位(wèi)置(zhì)（最大(dà)應力(lì)）進(jìn)行(háng)的(dí)，通常(cháng)位於(yú)長絲(sī)中(zhōng)間位置。

（1）快速主動(dòng)原(yuán)位控製方案(àn)適(shì)用四大不(bù)同拉伸測試(shì)

軟質材料(liào)在拉(lā)伸(shēn)流(liú)動(dòng)中的變形是不可(kě)預測的(dí)。因此(cǐ)，為了(liǎo)施加(jiā)恒定(dìng)的(dí)應力和/或(huò)恒(héng)定(dìng)的(dí)速(sù)率(shuài)，需要(yào)一個(gè)快(kuài)速的(dí)原位控製方(fāng)案(àn)來(lái)決定如何拉(lā)動樣(yàng)品(pǐn)並(bìng)保持適(shì)當(dāng)的設定點(diǎn)。Rheo Filament花了多(duō)年(nián)時間開發了一種(zhǒng)高效的，正在申請專利的(dí)控製(zhì)方案(àn)，可(kě)用於各種不同的(dí)測試方案。

具有(yǒu)主(zhǔ)動控製(zhì)功能(néng)的長絲拉(lā)伸流(liú)變儀(yí)適(shì)用(yòng)於以下測試(shì)
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☛ 恒定應(yīng)變速率測試(shì)

恒(héng)速拉(lā)伸流(liú)動對(duì)應(yīng)於(yú)一種變形，其中Hencky strain（亨基(jī)應變）根(gēn)據ϵ=ϵt隨(suí)時(shí)間(jiān)綫性(xìng)增(zēng)加，其中ϵ是Hencky應變速率(shuài)。恒(héng)定(dìng)速率(shuài)的(dí)拉伸(shēn)流動(dòng)將導(dǎo)致(zhì)材(cái)料發生(shēng)非(fēi)常大的變(biàn)形，並且通常會帶來(lái)小振幅振蕩(dàng)中沒(méi)有(yǒu)顯現(xiàn)的材(cái)料特(tè)征(zhēng)。恒(héng)速拉伸(shēn)流動經(jīng)常(cháng)被用來(lái)測試聚(jù)合物(wù)係統非綫性行為(wéi)的(dí)連(lián)續(xù)體或分(fēn)子模型的預(yù)測(cè)。

在拉伸流變(biàn)中，聚(jù)合(hé)物(wù)熔體(tǐ)和溶液(yè)通(tōng)常會(huì)發生(shēng)應(yīng)變硬化(huà)，這(zhè)由(yóu)應力(lì)隨時間(jiān)的(dí)向(xiàng)上(shàng)偏(piān)離(lí)綫(xiàn)性(xìng)預測來(lái)。圖1中可以清楚地(dì)看(kàn)到。

綫(xiàn)性商用聚苯乙(yǐ)烯（紅色(sè)）和(hé)支(zhī)化低密度聚苯(běn)乙烯（藍色）的(dí)拉(lā)伸應(yīng)力增長係數(shù)（應力除以ϵ）與(yǔ)時間的(dí)函(hán)數關係(xì)（在150℃）。細綫(xiàn)是(shì)對(duì)綫性粘(nián)彈(dàn)性的(dí)預測。綫性(xìng)熔(róng)體表現出單(dān)調的(dí)穩定(dìng)拉(lā)伸(shēn)流動(dòng)，而(ér)支化(huà)聚合物在達(dá)到穩(wěn)定(dìng)狀態(tài)前(qián)表(biǎo)現出(chū)應力(lì)過(guò)大。

圖2為(wéi)圖1中(zhōng)所示的相(xiāng)同數據的(dí)拉伸(shēn)應力繪製(zhì)成Hencky應變(biàn)的(dí)函(hán)數(shù)。當(dāng)以這種方式(shì)繪(huì)製時，可以更(gēng)明(míng)顯(xiǎn)地觀察(chá)到穩(wěn)定(dìng)狀(zhuàng)態。

這種(zhǒng)類型的實驗的典(diǎn)型(xíng)數據收(shōu)集(jí)作為應(yīng)變(biàn)率函數(shù)的(dí)穩(wěn)態(tài)拉伸(shēn)粘(nián)度。

☛ 恒定應變速率(shuài)測(cè)試Constant Strain Rate

在蠕變試驗(yàn)中(zhōng)，在時間(jiān)t=0時施(shī)加恒定的拉伸(shēn)應力(lì)σ↓0，隨後的(dí)Hencky 應變(biàn)隨(suí)時間變化(huà)而(ér)變(biàn)化(huà)。拉伸蠕(rú)變(biàn)柔量(liáng)定(dìng)義為(wéi)J↑Ε(t)=ϵ(t)/σ↓0 ，大的蠕變柔(róu)量表示(shì)軟(ruǎn)材(cái)料(liào)，而(ér)小的(dí)蠕變(biàn)柔量(liáng)表(biǎo)示(shì)硬材料(liào)。對(duì)於(yú)粘彈性(xìng)液(yè)體，蠕變(biàn)柔量最終隨(suí)時間綫(xiàn)性(xìng)增加，斜(xié)率(shuài)與(yǔ)穩定(dìng)拉伸(shēn)粘(nián)度(dù)成反(fǎn)比。

圖(tú)3
：聚(jù)甲基(jī)丙(bǐng)烯酸(suān)甲酯基(jī)共聚(jù)物的(dí)拉伸應力(lì)與(yǔ)時間的(dí)關係(xì)

圖4
：聚(jù)甲基(jī)丙烯酸甲酯基共(gòng)聚物在60℃下的(dí)蠕(rú)變(biàn)柔(róu)量與時間的關係(xì)，其中紅綫(xiàn)是(shì)小(xiǎo)振幅振(zhèn)蕩的預測值

☛應(yīng)力鬆(sōng)弛測試(shì)Stress Relaxation/Recovery

彈性材(cái)料在變(biàn)形後保(bǎo)持其應力(lì)。相比之下，粘(nián)性流體(tǐ)（如水或甘油）在變形停止後(hòu)立(lì)即放(fàng)鬆應力。聚(jù)合物和(hé)軟質材料是粘(nián)彈(dàn)性(xìng)材(cái)料的(dí)例(lì)子，其應力(lì)在變形(xíng)過程中(zhōng)逐(zhú)漸衰(shuāi)減。VADER 1000提供(gōng)了獨(dú)特的(dí)大拉(lā)伸(shēn)變形(xíng)後(hòu)應(yīng)力鬆(sōng)弛的測(cè)量(liáng)。這(zhè)可(kě)用(yòng)於探(tàn)測非(fēi)綫性體(tǐ)係(xì)中(zhōng)的分子(zǐ)鬆弛(chí)時(shí)間(jiān)。

圖(tú)5
：應力除(chú)以(yǐ)穩(wěn)定變(biàn)形(xíng)和隨後(hòu)的應力(lì)鬆(sōng)弛(chí)期(qī)間(jiān)的拉伸率(shuài)，其中
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紅色綫(xiàn)
：聚苯乙烯

藍色綫
：低密(mì)度(dù)聚(jù)乙(yǐ)烯

灰色綫的(dí)數(shù)據對(duì)應的(dí)是(shì)樣(yàng)品的完整延(yán)伸(shēn)實驗

圖6
：圖5的測(cè)量結果(guǒ)被轉(zhuǎn)移到流量停止的(dí)瞬間開(kāi)始，在(zài)20年(nián)的時間(jiān)裏，顯(xiǎn)示了(liǎo)冪(mì)律鬆弛。

☛ 振(zhèn)蕩拉(lā)伸測(cè)試Oscillatory Extension

粘(nián)彈性材(cái)料在(zài)緩慢變形中表(biǎo)現(xiàn)出(chū)粘性反(fǎn)應(yīng)，在(zài)快速(sù)變形(xíng)中表(biǎo)現出彈性(xìng)反應(yīng)。小振幅的振蕩(dàng)變(biàn)形(xíng)可用於測量(liáng)從(cóng)粘(nián)性(xìng)反(fǎn)應到彈性反(fǎn)應的(dí)變(biàn)化(huà)。在VADER 1000多功能(néng)拉伸流變儀(yí)中(zhōng)，樣(yàng)品(pǐn)板之間的材(cái)料在(zài)平(píng)均間距附(fù)近(jìn)受到頻(pín)率(shuài)為ω的小振(zhèn)幅振(zhèn)蕩變形。

圖7
：用VADER 1000測(cè)量(liáng)的(dí)聚苯乙烯的(dí)儲存(cún)（G'）和損(sǔn)耗（G''）模量(liáng)與頻率(shuài)的關係

如(rú)圖(tú)所示，板上(shàng)的受力結果以儲能(néng)模量(liáng)G'和(hé)損(sǔn)耗(hào)模量(liáng)G''表示。可以看(kàn)出，對於小頻(pín)率，G''>G'，意味著(zhuó)材(cái)料對(duì)這種(zhǒng)頻(pín)率(shuài)的(dí)反應主要是(shì)粘性的。相(xiāng)反(fǎn)，對於大頻(pín)率(shuài)，G'>G''，這意(yì)味著彈性(xìng)材(cái)料的(dí)反(fǎn)應。G'=G''的(dí)頻率被(bèi)表(biǎo)示為交(jiāo)叉頻(pín)率。這個頻率的倒數可以作(zuò)為(wéi)粘(nián)彈性(xìng)材(cái)料的時間(jiān)常數。

VADER 1000多功(gōng)能(néng)拉(lā)伸(shēn)流(liú)變儀能夠進(jìn)行(háng)多種不同(tóng)的實(shí)驗組合(hé)，並且可(kě)以順序(xù)進行恒定應(yīng)變-速率/蠕(rú)變(biàn)/恒(héng)定(dìng)力/應力(lì)鬆弛(chí)/樣(yàng)品淬火/拉伸振蕩(dàng)這(zhè)6種(zhǒng)不(bù)同(tóng)的類型的實(shí)驗(yàn)。

（2）溫度控製---溫度傳(chuán)導箱

精準的，可(kě)重復的流(liú)變測(cè)量需要(yào)精(jīng)確的溫度(dù)控製。VADER 1000拉(lā)伸流(liú)變儀配(pèi)備有(yǒu)三區傳(chuán)導箱(xiāng)和(hé)可選的(dí)可(kě)對流烘箱。

☛ 三區溫度傳(chuán)導箱

VADER 1000拉(lā)伸(shēn)流(liú)變(biàn)儀配備了一個三(sān)區(qū)傳(chuán)導爐(lú)，以確保溫(wēn)度的均(jūn)匀性(xìng)，穩定性和(hé)響(xiǎng)應時間。溫度傳導(dǎo)箱采用空(kōng)軍級(jí)絕緣(yuán)陶瓷(cí)以避免(miǎn)過多的(dí)熱(rè)量損(sǔn)失。烤(kǎo)箱安(ān)裝(zhuāng)在一個獨特(tè)的載(zǎi)玻片係統上，可以在不降低溫度的(dí)情(qíng)況下，快(kuài)速更換(huàn)樣(yàng)品。溫(wēn)度(dù)傳導箱(xiāng)可以達(dá)到環(huán)境(jìng)溫(wēn)度和250℃之間，精確度為0.1℃。窗口(kǒu)允許(xǔ)在(zài)拉伸(shēn)之(zhī)前，期間(jiān)和之後方(fāng)便(biàn)地(dì)觀(guān)察(chá)樣(yàng)品(pǐn)。加熱底(dǐ)板(bǎn)確保溫(wēn)度(dù)均匀，並允許可選的惰性(xìng)加(jiā)熱(rè)氣體通過可選(xuǎn)的(dí)對(duì)流烘(hōng)箱。

☛ 對流烘(hōng)箱(xiāng)（根據(jù)需要選擇）

VADER 1000提(tí)供可根據需(xū)要選(xuǎn)擇的(dí)對流烘箱，以(yǐ)減少(shǎo)加(jiā)熱時間(jiān)，確保整個(gè)烤箱室溫(wēn)度均匀，並通過使用(yòng)惰(duò)性(xìng)氣(qì)體防止樣品在測試(shì)過程中降解。對(duì)流烘箱(xiāng)配有(yǒu)安全開關(guān)，當傳(chuán)導(dǎo)爐(lú)處於(yú)上升位(wèi)置(zhì)時(shí)，安全開(kāi)關會(huì)自(zì)動(dòng)切斷氣(qì)流。所(suǒ)有連(lián)接(jiē)都(dū)是(shì)不(bù)鏽(xiù)鋼的，允許(xǔ)使用(yòng)各種氣體。

底部對(duì)流板允許(xǔ)惰性氣體進入(rù)樣(yàng)品(pǐn)室，防止氧(yǎng)化並(bìng)確(què)保溫(wēn)度均(jūn)匀(yún)。

☛ 樣(yàng)品淬(cuì)火(huǒ)

將感(gǎn)應(yīng)溫度(dù)傳(chuán)導箱從樣(yàng)品上快速移(yí)開(kāi)，可使樣品的溫度迅速(sù)下(xià)降(jiàng)。對(duì)於玻(bō)璃(lí)轉(zhuǎn)化溫(wēn)度(dù)高於環境(jìng)溫度的樣品，這(zhè)可(kě)以為(wéi)後(hòu)期(qī)分(fēn)析提供獨(dú)特的流(liú)動結(jié)構(gòu)凍(dòng)結(jié)，如光(guāng)散射(shè)，中子散(sàn)射，X射(shè)綫(xiàn)散(sàn)射等。

使(shǐ)用(yòng)VADER 1000發(fā)表(biǎo)的國際論(lùn)文

以(yǐ)下(xià)是使用(yòng)拉伸流(liú)變儀(yí)VADER 1000發表的(dí)部(bù)分國際(jì)期(qī)刊論文(wén)文章
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