CN104267177A - 一种塑料熔体pvt特性实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑料熔体PVT特性实验装置，包括压力装置、温度装置、参数采集装置和实验平台组成。由于塑料作为高分子聚合物，本身的特性是复杂的，并且塑料中聚合物比例的不同，也会影响其特性；同时在注塑生产中，压力和温度都会对塑件的质量产生较大的影响。本实验装置结构简单，可以方便快捷的获得实验中所需的各种参数，模拟熔体在流道内的流动情况。主要用于对于不同塑料，或高分子材料的PVT特性的研究，从而为注塑生产中塑料的选定，温度和压力的选择提供理论依据，获得最优的生产参数，提高生产效率，提高塑件的质量，减少成本，都有很大的意义。

Description

一种塑料熔体PVT特性实验装置

技术领域

本发明涉及的是一种塑料的压力(P)、体积(V)、温度(T)之间相关关系的实验装置。特别是热塑性塑料在注射模塑过程中分析压力、密度、温度等相关现象的实验装置。 

背景技术

目前为止塑料、尤其是热塑行塑料，在工业生产中的比重越来越多，人们对塑料制品的要求也越来越高。对于塑料的精度、美观等方面提出了新的要求。这就需要在注塑生产过程中充分研究塑料的特性，从而更加方便、高效、高质量的生产各类塑料制件。塑料是由聚合物和某些助剂结合而成的高分子化合物，是高分子化合物中最大的一类。而不同材料的塑料子啊注塑生产过程中收到压力、温度影响很大。如果不注意塑料PVT特性的影响，塑料制品可能会产生翘曲、收缩、气泡、疵点等缺陷，影响塑料的质量和美观。为此，分析塑料的压力、温度和密度也越来越重要。 

发明内容

本发明的目的是，设计一种实验装置可以对熔融的塑料进行PVT特性进行分析。如图所示，本实验装置分别由压力装置、温度装置、参数采集装置和实验平台组成。 

本发明的技术解决方案是，塑料的PVT特性实验包括对压力、密度和温度参数的测量。本实验装置可以比较准确的获得实验的参数。实验平台的流道是圆形流道，同时根据不同的实验流道种类的不同，可以更换，比如U字形和半圆形等。温度装置主要用于保持实验平台的内熔体的温度保持在一定的、可控的范围内，从而对实验的进行不会有影响。压力装置是由液压进行加压，结构简单，装置成本低，同时可以获得压力参数。测试装置是对实验时所需的参数，如压力、温度进行数据收集。 

本发明的技术方案是通过一套结构简单、成本低的实验装置，可以获得比较精确的实验数据，从而对塑料的特性进行分析，从而对于以后的注塑生产，塑料的选择，温度以及压力参数的选择提供参考。 

本发明的压力装置采用的是液压加压方式，如图1所示，压力系统有有部分组成，分别是发动机(5)、液压泵(6)、油箱(7)、溢流阀(8)、安全阀(9)和液压缸(10)。使用液 压系统进行压力控制，可以比较灵活的配置实验所需要的压力配置，另外，液压系统可以实现过载保护，运动惯性小，反应速度快，重量轻，体积小，复合本装置的设计原则。 

本发明的温度装置采用的是一种不锈钢加热器，加热器的工作原理是多股电阻丝绞线外缠绕玻璃纤维增强耐火纤维层。而不锈钢加热器热效率比较高，并且发热均匀。不锈钢加热器的优点满足了对实验平台温度控制的要求。由于在实验室，温度装置在上下两层覆盖在流道周围，加热器的均匀加热使得整个流道的温度比较平均，不会使流道内的熔体在实验过程中温度出现大范围偏差的情况，保证了实验的温度参数在一定的、可接受的范围内进行。 

本发明的参数收采集装置分为压力检测装置、特殊标记采集装置和温度检测装置。其中，温度检测装置使用的是热电偶测温计。温度热电偶测温计属于接触式测温仪器，该测温计根据热电效应测量温度，具有测量精度高范围广等优点。可以满足模具生产的温度监测的要求。压力检测装置使用的是一种半导体压电阻抗扩散压力传感器。该传感器的工作原理是通过压力使薄片变形而产生压电阻抗效应，从而使阻抗的变化转化成电信号，而获得其压力参数。 

本发明使用的特殊标记采集装置，其工作原理是将被标定的传感器外层用耐高温材料包裹，包裹后的标记物可以在熔体内漂浮，并随熔体的流动而流动，形状为圆球状，不影响流动状态。当标记物经过传感器时，就会被传感器采集到，并记录时间，如此就可以直接获得时间参数，间接获得熔体的流动速度等。简单快捷的呈现出不同塑料在不同压力和温度条件下的流动状态，进一步分析塑料的特性，可以为注塑材料的选定、温度压力的选定提供参考依据。 

本发明使用的实验平台是一种简单的长方体平台，根据实验的要求，可以比较灵活的配置不同类型的流道，如圆形，半圆形，长方形或U字形等。以圆形为例，当熔体在压力的作用下在流道内流动的过程中，由于平台的上端面使用的是透明材料，可以比较直观的观察熔体在不同压力条件的实验现象，同时可以再获得压力和温度参数的前提下，分析出不同塑料的粘度变化情况。这对于高分子材料的特性研究有其价值意义。 

本发明使用的实验平台内流道的长度、截面面积以及体积可以实验之前获得，在不影响实验的条件下可以改变流道铺设的形状，以达到不同实验条件对于塑料熔体特性的影响。 

本发明使用的压力传感器，可以安装在流道的入口(12)和流道的出口(2)，同时也可以在整个流道内不同的位置安装压力传感器，从而实时的监测的不同距离和时间段压力的变化情况。 

本发明使用的温度传感器，可在实验平台上下平台内布置供安装热电偶的测温孔，测温孔的尺寸可根据热电偶规格尺寸而定。可以根据实验的要求选择布置安装测温孔的数量。所 收集的温度参数既可以验证流道内熔体不同地点的温度变化情况，也可以了解熔体在整个实验过程中温度的变化没有超出一定的范围，是否对实验造成影响。 

本发明使用的保温箱可以使流入的熔体在保温箱内形成一种近似静止的状态，从而避免其他因素对于熔体流动速度的影响，保证了压力对于熔体流动重要性和准确性。 

与现有技术相比，本发明的优点是：本发明的实验装置结构简单，成本低，并且可以方便的获得各试验参数，可以对大多是实验者所接受。实验平台可以根据实验的需要进行灵活变化，如流道的选择，温度压力的变化，塑料种类的变化等，是个多用途的实验设备。 

附图说明

图1是本发明实施例提供的PVT特性实验装置结构示意图。 

图2是本发明实施例提供的PVT特性实验装置实验平俯视图台。 

具体实施方式

为了是本发明内容、目的及技术方案更容易被理解，本发明下面将结合附图作进一步详述： 

图1示出了PVT特性实验装置的结构示意图，整个实验装置由四部分组成，分别为压力装置、温度装置、参数采集装置和实验平台。在实验之前，准备处于熔体状态的选定实验塑料，从熔体入口(4)缓缓流入保温箱(14)内，保温箱的作用是当熔体流入的过程中，保证熔体不会因为时间的变化的冷却，造成实验初期熔体结晶的现象，从而影响实验的进行。并且为了接近真实的注塑条件，从下方流入的熔体进入保温箱内不会产生较大的流道惯性。在这种近似静止的状态下加入压力因素，就会突出压力参数在实验过程中的影响。 

在实验中，当熔体达到一定高度时，由压力装置对保温箱内的熔体施加一定的压力，使得熔体进入实验平台(图2中3)，并在圆形流道内流动，并由流道出口(图1中3)流出。期间，可以通过上访的透明层观察熔体流动的快慢和状态。温度装置在实验过程中会根据实验要求保持在一定的温度，保证熔体在流动过程中保持熔体状态，不出现较大冷却结晶的现象。 

在实验中，参数采集装置会自动采集安装在流道口和实验平台内的压力和温度参数，并记录下来。为了进一步直观而准确的获得实验中体积的变化情况，在熔体进入保温箱时，会随机放入若干标记物，悬浮在熔体上，随之一起流动。参数采集装置会自动采集到标记进入流道的时间，以及流出流道的时间，获得熔体在流道内所用的时间。实验后，对所采集的实验数据进行整理分析，获得实验塑料的PVT特性。 

以上所述仅为本发明的较佳实例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修改，皆属于本发明权利要求的涵盖范围。 

Claims (5)

1.一种塑料熔体PVT特性实验装置，其特征在于：所述塑料熔体PVT特性实验装置由4部分组成，为压力装置、温度装置、参数采集装置和实验平台。压力装置采用液压控制，如图1所示，由发动机(5)、液压泵(6)、油箱(7)、溢流阀(8)、安全阀(9)和液压缸(10)组成，用于实验中压力的控制。温度装置(1)用于温度控制，由于该装置的均匀加热特征，可以使整个实验平台内熔体的温度保持在一定的范围内，不会产生大的波动。参数采集装置分别采集压力、温度、时间等参数，为后续的分析提供数据。 

2.根据权利要求1所述的塑料熔体PVT特性实验装置，其特征在于：实验平台(图2中3)可以根据实验的要求，选择不同流道截面的流道，如圆形、半圆形、U字形等，扩大了实验范围，增加了实验平台的灵活性。 

3.根据权利要求1所述的塑料熔体PVT特性实验装置，其特征在于：根据实验的要求，将被标记的漂浮物分别放入熔体中使之随着流动，可以实时观察计算熔体流动的速度。圆球状的标记物在熔体内不会影响熔体和自身的流动。 

4.根据权利要求1所述的塑料熔体PVT特性实验装置，其特征在于：压力装置采用液压控制可以充分反映液压的优势，反映速度快，运动惯性小，体积小重量轻以及可以过载保护等 。

5.根据权利要求1所述的塑料熔体PVT特性实验装置，其特征在于：保温箱的使用可以使的熔体在实验之前不会受到其他因素如惯性的影响，从而影响实验的分析。