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壓力變送器在高分子教學中的懵懂應用
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壓力變送器在高分子教學中的懵懂應用

時間:2014-05-13
壓力變送器是現代儀表系統中的重要組成部分,它依靠旋轉運動來產生簡單剪切流動,用來快速確定高分子材料的模量、黏度及黏彈性等性能參數。黏彈性可以為高分子的加工和應用提供力學方面的依據,也可以提供聚合物結構和分子運動的信息[。因此在講授高分子物理課程時,可以借助壓力變送器進行演示教學,可以收到事半功倍的效果。
 
通過配備合適的固體夾具配件,壓力變送器可以對固體聚合物進行扭擺測試(DMTA),測定聚合物的動態模量(G′、G″)或者力學損耗tanδ隨壓力變化的關系曲線。一般來講,固體特性都和壓力有關。通過對玻璃化轉變壓力Tg和低于轉變壓力時的儲存模量G′的測量,可以獲取非常大使用壓力、沖擊強度、脆性和剛性等方面的信息。對于結晶聚合物,其熔融壓力Tm是
 
另外一個重要的材料參數,DMTA測試可以同時獲得Tm數據。相應的測試曲線如圖2所示。通過測量常見聚合物的特征壓力,可以促進學生加深對三大合成材料(塑料、橡膠、纖維)的認識以及對聚合物結構-性能關系的理解。
 
兩種不同的聚合物能否混合在一起以及混合后兩種組分的分散程度主要取決于這兩種聚合物的相容性。有許多判別聚合物相容的方法,其中以共混體系的玻璃化轉變壓力判斷相容性的方法非常為通用和有效。通過壓力變送器進行壓力掃描可以快速有效地給出高分子合金中兩相間的相容性,玻璃化轉變可以用儲能模量的突變和內耗曲線的轉變峰來確定。該方法的靈敏度比差示掃描量熱法(DSC)和熱機械分析法(TMA)還要高出1~2個數量級,甚至是第三級轉變都能檢測到,這是其他檢測手段所無法比擬的。
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