旋转流变仪是研究测量材料流变学特性的仪器之一,采用对样品施加强制稳态速率载荷、稳态应力载荷、动态正弦周期应变载荷或动态正弦周期应力载荷的方式,观测样品对所施加载荷的响应数据;通过测量剪切速率、剪切应力、振荡频率、应力应变振幅等流变数据,计算样品的黏度、储能模量、损耗模量、Tanδ等流变学参数。是材料领域应用最广泛的流变测量仪器,可以研究从低黏度流体到高强度固体样品的流动和变形特性。主要应用在纺织、食品、药物、胶粘剂、化妆品、轴承润滑、油脂、油漆、浆料、等生产、加工、制造行业。
旋转流变仪根据其等级大致可以划分为两种,一种是以机械轴承马达为核心测量结构的低等级旋转流变仪,基本要求是可以进行连续的转速控制,一般只具有稳态测量功能,可以测量黏度η、流动曲线、屈服应力、触变性等流变学特性,但测量范围比较小。另一种是以空气轴承马达为核心测量结构的高等级旋转流变仪,基本要求是可以进行连续的转速控制、可以产生正弦波应变或应力,具有稳态测量、动态测量、瞬态测量功能,可以测量黏度、流动曲线、屈服应力、触变性、复数模量G*、储能模量G'、损耗模量G″、Tanδ、应力松弛、蠕变等流变学特性,测量范围比较宽。
转矩流变仪是全部过程由计算机测控,采用了大规模集成块,数据采集、控制以及实验数据的处理均由相应软件完成的仪器,这不仅表现为仪器操作方便、控制精确、实验数据处理及结果输出快捷高效,更重要的是,在软件的支持下,完成传统转矩流变仪不能完成的功能,例如,线性升速测量材料的剪切敏感特性,粘度谱测量过程中的压力入口校正和非牛顿流体校正等。可以用来研究热塑性材料的热稳定性、剪切稳定性、流动和塑化行为,其最大特点是能在类似实际加工过程中连续准确可靠地对体系的流变性能进行测定,还可以完成热固性材料的固化特性测试。对教学、科研和新材料的开发和生产工艺条件的确定有很大的价值。
毛细管流变仪是一种用于在高应力下测量剪切应力率的装置。可以测定热固性材料的流动性和固化速度,可绘制热塑性材料的应力应变曲线、塑化曲线,测定软化点、熔融点、流动点的温度。测定高聚物熔体的粘度及粘流活化性,还能研究熔融纺丝的工艺条件。用于测量高分子熔体在毛细管中的剪切应力和剪切速率的关系,直接观察挤出物的外型,通过改变长径比来研究熔体的弹性和不稳定性,测定聚合物的状态变化等。对聚合物流变性能的研究,不仅可为加工提供最佳的工艺条件,为塑料机械设计参数提供数据,而且可在材料选择、原料改性方面获得有关结构和分子参数等有用的数据。模拟加工模式更多,剪切速率范围更宽。