[發明專利]新型毛細管口模

在審

• 申請號: 201710990092.6
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107894373A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 廖華勇;劉春林;陶國良
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及流變學測試技術領域，尤其是一種新型毛細管口模。

背景技術

傳統的毛細管口模一般用于測試材料的流變特性，毛細管口模結構簡單，其直徑一般為1mm左右，如0.5mm、1.0mm及1.5mm。毛細管的長度與直徑的比值(長徑比)一般為10-50之間的范圍。參看流變學教材(吳其曄，巫靜安，高分子材料流變學[M]，北京：高等教育出版社，2002)。傳統的擠出成型口模的缺點是：入口壓力損失較大，需要作入口壓力校正，即物料從料筒進入毛細管以后，在入口處產生嚴重的入口壓力損失。由于壓力傳感器安裝在料筒下端，毛細管中的壓力低于料筒中的壓力，必須采用措施測量入口壓力損失大小(比如用Bagley方法校正，或者采用雙筒毛細管測試，即普通毛細管和零長毛細管并用)，才能得到毛細管中的壓力值，出口也存在壓力損失，產生擠出脹大現象，這種壓力損失相對于入口壓力損失較小。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了克服現有技術中之不足，本發明提供一種測試更直接、便捷的新型毛細管口模，提高測試效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種新型毛細管口模，具有模體，所述的模體內具有臺階通孔，所述臺階通孔從上至下依次為入口段、平流段和出口段，所述入口段高度為h1、直徑為Ф1，平流段高度為h2、直徑為Ф2，出口段高度為h3、直徑為Ф3，其中h1為1/3h2，h3為1/5～1/4h2，Ф1為3～5Ф2，Ф3為2.3Ф2。

進一步地，為使物料從料筒內流入口模入口段有個緩慢過渡過程，減少因部分壓力能轉化為物料的彈性能而造成的壓力損失，所述的入口段的物料入口處具有45度的倒角。

本發明的有益效果是：本發明主要考慮入口壓力損失，對毛細管的結構作了修正，將毛細管分為直徑不同的入口段、平流段和出口段，從而極大地減小了物料在入口處的壓力損失，同時也考慮了出口壓力損失，使得測試結果更直接、便捷，提高了測試效率。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的結構示意圖。

圖中：1.模體 2.入口段 3.平流段 4.出口段 5.倒角

具體實施方式

現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

如圖1所示的一種新型毛細管口模，具有模體1，所述的模體1內具有臺階通孔，所述臺階通孔從上至下分成三段，依次為入口段2、平流段3和出口段4。其中入口段2高度為h1、直徑為Ф1，平流段3高度為h2、直徑為Ф2，出口段4高度為h3、直徑為Ф3。

其中h1為1/3h2，h3為1/5～1/4h2，Ф1為3～5Ф2，Ф3為2.3Ф2。本實施例中，h2＝15mm，則h1＝5mm，h3＝3mm；Ф2＝1.0mm，則Ф1＝4mm，Ф3＝2.2mm。

所述的入口段2的物料入口處具有45度的倒角5，可使物料從料筒內流入口模入口段2時具有一個較為緩慢的過渡過程，以減少因部分壓力能轉化為物料的彈性能而造成的壓力損失，

所述入口段2直徑如此設計，是為了讓從料筒流入毛細管入口段2的物料有一個流動過渡過程，因為料筒直徑一般較大，如為10mm，物料從直徑10mm的料筒突然進入直徑為1mm的毛細管時，物料(一般為高分子材料)會發生強烈的拉伸而存儲彈性能，使得入口壓力損失較大，因此該口模將毛細管的入口段2直徑Ф1定為毛細管平流段3直徑Ф2的3～5倍，這樣可極大地降低物料在入口段2的入口壓力損失，使得設在料筒末端的壓力傳感器測試值更接近毛細管中的真實壓力，以有利于測試效果；經過了入口段2的緩沖，物料在平流段3中流動，再經過出口段4流出口模。而設計出口段4直徑Ф1＝2.3Ф2，是考慮到高分子材料一般存在離模膨脹現象，又稱擠出脹大，脹大比一般在2.2左右(當毛細管長徑比超過10時)，這樣的設計考慮了出口壓力損失，使得測試結果更可靠。

如上所述，三段式結構的毛細管口模極大地減小了物料的入口壓力損失，也考慮了出口壓力損失。在平流段3中，傳統毛細管測試原理仍然適用，如剪切速率和剪切應力公式不變，而且可省去入口壓力校正繁瑣的步驟(至少入口壓力損失大大減小)。對于三段式毛細管口模的加工也較為順利，因為入口段2和出口段4直徑大，平流段3直徑小，加工工藝合理，這種設計不太復雜，卻能夠取得明顯的測試效果，節省了制造成本。