一種測量超聲振動條件下聚合物流變特性的毛細管口模的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型是一種測量超聲振動條件下聚合物流變特性的毛細管口模，屬于測量超聲振動條件下聚合物流變特性的毛細管口模的創(chuàng)新技術。
【背景技術】
[0002]自二十世紀五十年代以來，發(fā)現(xiàn)利用靜態(tài)超聲處理聚合物熔體時發(fā)生流變效應，超聲波輔助擠出工藝已經(jīng)被用于減少聚合物的粘度，從而改善聚合物的加工性能。在過去的幾十年里，廣泛研宄運用高功率超聲處理聚合物熔體，已經(jīng)促進了幾個應用:超聲輔助擠出工藝和靜態(tài)超聲波處理聚合物熔體橡膠的脫硫化；加強不相容聚合物的共混增容作用；最近用于制備聚合物的納米復合材料。
[0003]超聲波在聚合物加工最相關的應用領域。首先，用于改善聚合物的加工性能，如改善聚合物的流動性，尤其是改善擠出型材的表面粗糙度。為了減少聚合物在擠出成型，或者在注射成型時的粘性，大多研宄涉及到在機械裝備、模具方面加入超聲振動，從而促進聚合物流動性的下降，并改善擠出物的表面外觀。其次，用于橡膠脫硫作用。從20世紀90年代開始，傾倒塑料垃圾已經(jīng)成為一個嚴重的環(huán)境問題。在這種背景下，超聲波技術被用來處理天然的或是合成的橡膠基廢料(如汽車輪胎、膠皮管)，塑料垃圾通過超聲波脫硫工藝回收利用，可取代傳統(tǒng)的傾倒垃圾的作法。在1993年Isayev第一次研宄了一個不涉及化學物質(zhì)處理的連續(xù)加工橡膠的脫硫工藝。該工藝是通過運用高功率超聲波破壞硫化的彈性體和其他熱固性塑料聚合物的化學鍵，這樣塑料垃圾就可以用像未經(jīng)處理的橡膠一樣的辦法再加工，再經(jīng)過硫化，再成型。最近，超聲波用于制備共混聚合物和聚合物納米復合材料。大功率超聲用于聚合物共混，使填充物在熱塑性塑料里均勻地分散，促進共混界面產(chǎn)生化學反應，改善兩個不相容聚合物之間的相容性，與不經(jīng)超聲處理相比較，可改善這些聚合物的力學性能。
[0004]隨著新材料，新工藝的發(fā)展，超聲波已經(jīng)廣泛應用于聚合物加工領域，但是用于測量超聲波作用下聚合物流變性能的儀器還相當缺少。目前，測量聚合物流變特性的儀器主要還是傳統(tǒng)的毛細管型流變儀、轉(zhuǎn)子型流變儀、混煉機型轉(zhuǎn)矩流變儀、振蕩型流變儀。除振蕩型流變儀具有振動的特征外，其他幾種都沒振動的特征，但是振蕩型流變儀也無法表征超聲振動的流變特征。由于毛細管型流變儀發(fā)展最成熟、最典型，操作簡單，測量準確，測量范圍廣闊，不僅能測量物料的剪切粘度，還可以通過對擠出行為的研宄，討論物料的彈性行為，因而在毛細管型流變儀的基礎上加入超聲波振動，開發(fā)一種適合于超聲波振動的測量聚合物流變特性的毛細管流變儀，具有廣泛的工程實用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種測量超聲振動條件下聚合物流變特性的毛細管口模。本實用新型可測量在不同頻率和不同功率的超聲振動下，聚合物的表觀粘度。本實用新型操作簡單，測量精度高，方便實用。
[0006]本實用新型的技術方案是:本實用新型的測量超聲振動條件下聚合物流變特性的毛細管口模，包括有超聲波發(fā)生器、變幅桿、換能器、固定環(huán)、支撐桿、散熱器、密封圈、密封環(huán)、絕熱層、加熱線圈、料筒、毛細管、料筒溫度傳感器、熔體壓力傳感器、熔體溫度傳感器、控制裝置，固定環(huán)固定在支撐桿的上部，密封環(huán)固定在支撐桿的下部形成固定架，固定架固定于料筒的頂部，絕熱層裝設在料筒與密封環(huán)的接觸面上，加熱線圈套裝在料筒的外側(cè)，變幅桿穿過固定環(huán)及密封環(huán)伸出在料筒內(nèi)，且換能器固定在固定架上，換能器與變幅桿連接，且換能器通過導線與超聲波發(fā)生器連接，形成超聲波振動部分，散熱器套在變幅桿上，密封圈套在變幅桿與密封環(huán)之間的接觸面上，毛細管裝設在料筒內(nèi)，料筒溫度傳感器、熔體壓力傳感器、熔體溫度傳感器裝設在料筒內(nèi)，料筒溫度傳感器、熔體壓力傳感器、熔體溫度傳感器的信號輸出端與控制裝置連接。
[0007]本實用新型為了解決聚合物在超聲波振動作用下的流變特性的測量問題，設計出一種測量超聲波振動下聚合物流變特性的毛細管口模，通過對超聲波發(fā)生器及其控制裝置對超聲波頻率和功率的調(diào)節(jié)，以及對溫度、壓力和流量等參數(shù)的測定，達到獲得不同頻率和不同功率超聲振動下聚合物流變特性的目的。本實用新型設計巧妙，性能優(yōu)良，方便實用。本實用新型測量超聲振動條件下聚合物流變特性的方法操作簡單，可測量在不同頻率和不同功率的超聲振動下，聚合物的表觀粘度。本實用新型還可以通過對不同頻率和不同功率的超聲振動作用下擠出行為的研宄，討論物料的經(jīng)超聲波振動后的彈性行為。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的立式超聲波振動流變口模的軸向剖面的結(jié)構示意圖；
[0009]圖2為本實用新型超聲波發(fā)生器及控制裝置的布局示意圖；
[0010]圖3為圖1中的T-T剖面圖；
[0011]圖4為本實用新型的臥式超聲波振動流變口模的軸向剖面的結(jié)構示意圖；
[0012]圖5為圖4中的T-T剖面圖。
【具體實施方式】
[0013]實施例:
[0014]本實用新型的結(jié)構示意圖如圖1所示，本實用新型的測量超聲振動條件下聚合物流變特性的毛細管口模，包括有超聲波發(fā)生器1、變幅桿2、換能器3、固定環(huán)4、支撐桿5、散熱器6、密封圈7、密封環(huán)8、絕熱層9、加熱線圈10、料筒11、毛細管12、料筒溫度傳感器13、熔體壓力傳感器14、熔體溫度傳感器16、控制裝置17，固定環(huán)4固定在支撐桿5的上部，密封環(huán)8固定在支撐桿5的下部形成固定架，固定架固定于料筒11的頂部，絕熱層9裝設在料筒11與密封環(huán)8的接觸面上，加熱線圈10套裝在料筒11的外側(cè)，變幅桿2穿過固定環(huán)4及密封環(huán)8伸出在料筒11內(nèi)，且換能器3固定在固定架上，換能器3與變幅桿2連接，且換能器3通過導線與超聲波發(fā)生器I連接，形成超聲波振動部分，散熱器6套在變幅桿2上，密封圈7套在變幅桿2與密封環(huán)8之間的接觸面上，毛細管12裝設在料筒11內(nèi)，料筒溫度傳感器13、熔體壓力傳感器14、熔體溫度傳感器16裝設在料筒11內(nèi)，料筒溫度傳感器13、熔體壓力傳感器14、熔體溫度傳感器16的信號輸出端與控制裝置17連接。
[0015]上述料筒溫度傳感器13、熔體壓力傳感器14、熔體溫度傳感器16裝設在料筒11相互垂直成90度角的螺紋孔內(nèi)。上述變幅桿2與密封環(huán)8之間留有一定的間隙，避免變幅桿2與金屬接觸，從而保護變幅桿，并確保超聲波裝置正常工作。同時，有利于密封圈7對其進行密封。
[0016]上述變幅桿2、換能器3的軸線與毛細管12的軸線同軸，構成立式超聲波振動流變口模，料筒11上設有轉(zhuǎn)矩流變儀接口 15-1，轉(zhuǎn)矩流變儀接口 15-1外接轉(zhuǎn)矩流變儀或者擠出機。如圖1、3所示。
[0017]此外，上述變幅桿2、換能器3的軸線還可以做出與毛細管12的軸線垂直，構成臥式超聲波振動流變口模，料筒11的軸心上裝設有柱塞15-2。如圖4、5所示。臥式超聲波振動流變口模與立式超聲波振動流變口模相似，只不過臥式超聲波振動流變口?？赏ㄟ^柱塞15-2與傳統(tǒng)的毛細管型流變儀