PVC型材生产与质量管理在企业管理中是最基础的工作，如何提高管理水平，提高PVC型材产品质量，关系到企业的生存与发展。借助先进的高科技设备进行产品的检测、跟踪产品生产过程已经被越来越多的企业所认识、所重视，扭矩流变仪出现与应用满足了这种需要，比传统的检测、跟踪产品方法有了提高，将不可见的PVC混合料熔体状态客观地反映出来，指导了PVC型材生产与质量管理。

 

一、扭矩流变仪与双螺杆挤出机

 

（一）、二种设备的工作原理

 

转矩流变仪是基于PVC物料由粉状固体变成熔体的塑化过程中，受转子转动、压锤等作用下产生的阻抗而描绘出的模拟PVC物料由玻璃态向粘流态转变的实际动态加工的一种试验装置。通过试验，可获得物料在设定温度、剪切速率条件下扭矩随时间及温度随时间的轨迹图。

     双螺杆挤出机是将PVC物料由粉状固体变成熔体的塑化过程中，受螺杆和机筒的摩擦力、剪切力等作用下实现动态加工的挤出成型生产设备。

扭矩流变仪的主要特征：

1、物料在固定腔体内受剪切力的作用翻转，不能移动；

2、物料由玻璃态—高弹态--向粘流态转变过程中，通过扭矩与时间变化值反映出来；

3、物料塑化的全过程由曲线记录下来并且可以存储；直观了解有关如温度、压力、扭矩和粘度等工艺条件，动态耐热、耐剪切稳定性，物料融熔速率等ＰＶＣ在高温和高剪切速率下的熔体行为。

4、可以对物料的塑化质量有一个量的评价。

双螺杆挤出机的主要特征：

1、物料在固定腔体内受剪切力的作用翻转同时向前移动；

2、物料由玻璃态—高弹态--向粘流态转变过程中，通过挤出机主机电流、电压的变化值反映出来；

3、物料塑化的过程看不到，只能从挤出机的熔体压力表反映出来物料的熔体粘度；

4、对物料的塑化质量只能进行经验评价

（二）、流变仪流变曲线与双螺杆挤出机螺杆三区的对应关系

物料的扭矩流变曲线及其分析

PVC混合料（简称物料）典型的曲线由图１所示：

 

 

PVC物料的流变特性以6个区间、4个峰值反映出来，它们分别是0—A区、A—B区、B—C区、C—D区、D—E区、E—F区、加料峰、最小峰、最高峰、分解峰。涉及11个参数，它们是加料时间及转矩 ；达到最小峰值的时间及转矩；达到最高峰值的时间及转矩；达到平衡态的时间及转矩；达到分解的时间及转矩；融合时间。

在0—A区，物料投入到流变仪混炼室内时间，只有转子转动，无负荷加载，宏观上松散的粉（颗粒）料物料正在受热（蓬松状态的物料体积大于混炼器内腔体积）。

在A—B区，压锤向混炼室中的物料逐渐加压，将蓬松状态的物料在混炼器内逐渐被压实，此时物料中处于固态各个粒子发生相对滑动，形成较大的摩擦力，增加了对转子转动的阻力，反映到曲线上转矩急剧增加，当对物料的负荷加载结束时，即形成了加载峰尖，加料峰B点时阻抗最大，扭矩值最高，此时物料粒子没有发生化学变化。

在B—C区由于停止加载负荷后，在热与转子翻转、捏合作用下，各个粒子相对滑动减少，开始发生破裂而阻力下降，PVC颗粒开始破碎成初级粒子，产生形变使体积逐渐缩小，物料微粒间孔隙度逐渐减少，所占体积减少，使流变仪的混炼室中的自由空间逐渐增大、转子的阻力不断减少，反映到曲线上，转矩值从加载峰值逐渐向下滑，C点时阻抗最小，扭矩值最低。

在C—D区，由于外界加热作用，以及转子对物料施加的剪切作用，产生摩擦热，在这双重热量的作用下，树脂粒子逐渐熔融成为均匀的熔体。此时，PVC颗粒完全破碎成初级粒子，同时大部分颗粒破碎成一级粒子，使流变仪的混炼室中的自由空间逐渐减小、转子的阻力不断增大，反映到曲线上，转矩值从最小峰值逐渐向上升，形成熔融峰D点，此时PVC颗粒由初级粒子完全破碎成一级粒子及部分自由大分子链团。

在D—E区，经过D点以后，物料的流动已由前段的树脂粒子的相对滑动转变熔体的均匀变型，成为大分子链（链段间）的相对位移过程。PVC一级粒子继续破碎，继续产生自由大分子链团，使大分子链缠结减少、自由运动增大，不可逆塑性形变逐渐增加，熔体流动性逐渐增加，高弹形变平衡值抵抗压锤的压力由大逐渐减少，反映到曲线是转矩值上下变化，并且这种梯度变化逐渐减弱，同时曲线向下滑。此时PVC颗粒的大部分一级粒子破碎成自由大分子链。

在E—F区，随着外热与翻转、捏合的作用下，PVC自由大分子链更加活跃，与其他助剂进一步分散同时流动性增加，转子的阻力降低，反映在曲线上转矩逐渐下降。当高弹形变恒定值后，不可逆形变随时间持续进行达到稳态流动，反映在曲线上F点是稳定转矩（平衡扭矩），表明熔体粘滞阻力的大小，从F点开始曲线趋于平稳，而且F点到Td点距离越长，PVC物料越稳定，动态热稳定性越好。

 

 

 

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