CN107894373A - 新型毛细管口模 - Google Patents

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廖华勇
刘春林
陶国良
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Abstract

本发明涉及一种新型毛细管口模，具有模体，所述的模体内具有台阶通孔，所述台阶通孔从上至下依次为入口段、平流段和出口段，所述入口段高度为h1、直径为Ф1，平流段高度为h2、直径为Ф2，出口段高度为h3、直径为Ф3，其中h1为1/3h2，h3为1/5～1/4h2，Ф1为3～5Ф2，Ф3为2.3Ф2。本发明主要考虑入口压力损失，对毛细管的结构作了修正，将毛细管分为直径不同的入口段、平流段和出口段，从而极大地减小了物料在入口处的压力损失，同时也考虑了出口压力损失，使得测试结果更直接、便捷，提高了测试效率。

Description

新型毛细管口模
技术领域
本发明涉及流变学测试技术领域，尤其是一种新型毛细管口模。
背景技术
传统的毛细管口模一般用于测试材料的流变特性，毛细管口模结构简单，其直径一般为1mm左右，如0.5mm、1.0mm及1.5mm。毛细管的长度与直径的比值(长径比)一般为10-50之间的范围。参看流变学教材(吴其晔，巫静安，高分子材料流变学[M]，北京：高等教育出版社，2002)。传统的挤出成型口模的缺点是：入口压力损失较大，需要作入口压力校正，即物料从料筒进入毛细管以后，在入口处产生严重的入口压力损失。由于压力传感器安装在料筒下端，毛细管中的压力低于料筒中的压力，必须采用措施测量入口压力损失大小(比如用Bagley方法校正，或者采用双筒毛细管测试，即普通毛细管和零长毛细管并用)，才能得到毛细管中的压力值，出口也存在压力损失，产生挤出胀大现象，这种压力损失相对于入口压力损失较小。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种测试更直接、便捷的新型毛细管口模，提高测试效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型毛细管口模，具有模体，所述的模体内具有台阶通孔，所述台阶通孔从上至下依次为入口段、平流段和出口段，所述入口段高度为h1、直径为Ф1，平流段高度为h2、直径为Ф2，出口段高度为h3、直径为Ф3，其中h1为1/3h2，h3为1/5～1/4h2，Ф1为3～5Ф2，Ф3为2.3Ф2。
进一步地，为使物料从料筒内流入口模入口段有个缓慢过渡过程，减少因部分压力能转化为物料的弹性能而造成的压力损失，所述的入口段的物料入口处具有45度的倒角。
本发明的有益效果是：本发明主要考虑入口压力损失，对毛细管的结构作了修正，将毛细管分为直径不同的入口段、平流段和出口段，从而极大地减小了物料在入口处的压力损失，同时也考虑了出口压力损失，使得测试结果更直接、便捷，提高了测试效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图中：1.模体 2.入口段 3.平流段 4.出口段 5.倒角
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种新型毛细管口模，具有模体1，所述的模体1内具有台阶通孔，所述台阶通孔从上至下分成三段，依次为入口段2、平流段3和出口段4。其中入口段2高度为h1、直径为Ф1，平流段3高度为h2、直径为Ф2，出口段4高度为h3、直径为Ф3。
其中h1为1/3h2，h3为1/5～1/4h2，Ф1为3～5Ф2，Ф3为2.3Ф2。本实施例中，h2＝15mm，则h1＝5mm，h3＝3mm；Ф2＝1.0mm，则Ф1＝4mm，Ф3＝2.2mm。
所述的入口段2的物料入口处具有45度的倒角5，可使物料从料筒内流入口模入口段2时具有一个较为缓慢的过渡过程，以减少因部分压力能转化为物料的弹性能而造成的压力损失，
所述入口段2直径如此设计，是为了让从料筒流入毛细管入口段2的物料有一个流动过渡过程，因为料筒直径一般较大，如为10mm，物料从直径10mm的料筒突然进入直径为1mm的毛细管时，物料(一般为高分子材料)会发生强烈的拉伸而存储弹性能，使得入口压力损失较大，因此该口模将毛细管的入口段2直径Ф1定为毛细管平流段3直径Ф2的3～5倍，这样可极大地降低物料在入口段2的入口压力损失，使得设在料筒末端的压力传感器测试值更接近毛细管中的真实压力，以有利于测试效果；经过了入口段2的缓冲，物料在平流段3中流动，再经过出口段4流出口模。而设计出口段4直径Ф1＝2.3Ф2，是考虑到高分子材料一般存在离模膨胀现象，又称挤出胀大，胀大比一般在2.2左右(当毛细管长径比超过10时)，这样的设计考虑了出口压力损失，使得测试结果更可靠。
如上所述，三段式结构的毛细管口模极大地减小了物料的入口压力损失，也考虑了出口压力损失。在平流段3中，传统毛细管测试原理仍然适用，如剪切速率和剪切应力公式不变，而且可省去入口压力校正繁琐的步骤(至少入口压力损失大大减小)。对于三段式毛细管口模的加工也较为顺利，因为入口段2和出口段4直径大，平流段3直径小，加工工艺合理，这种设计不太复杂，却能够取得明显的测试效果，节省了制造成本。
本发明由于采取了上述技术方案，充分考虑了高分子材料在入口处压力损失，也考虑了出口处的压力损失，使得测试结果更接近真实值，甚至可避免采用入口压力校正，从而提高了测试效率，节省了成本(如不需双筒毛细管口模，只用单筒毛细管)。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种新型毛细管口模，具有模体(1)，其特征是：所述的模体(1)内具有台阶通孔，所述台阶通孔从上至下依次为入口段(2)、平流段(3)和出口段(4)，所述入口段(2)高度为h1、直径为Ф1，平流段(3)高度为h2、直径为Ф2，出口段(4)高度为h3、直径为Ф3，其中h1为1/3h2，h3为1/5～1/4h2，Ф1为3～5Ф2，Ф3为2.3Ф2。
2.如权利要求1所述的新型毛细管口模，其特征是：所述的入口段(2)的物料入口处具有45度的倒角(5)。
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