PVT測(cè)試
關(guān)注創(chuàng)建者：ACMT協(xié)會(huì) 創(chuàng)建時(shí)間：2023-08-15
PVT測(cè)試的實(shí)例教程
在射出成型工藝中，相關(guān)之塑料性質(zhì)量測(cè)分析包含流變分析、PVT分析、熱傳分析等，本文針對(duì)PVT分析部分進(jìn)行詳細(xì)介紹如下。PVT儀器可量測(cè)出塑料在溫度、壓力變化下的體積變動(dòng)數(shù)據(jù)，藉以獲得該材料的PVT物理性質(zhì)，再透過(guò)有效之 模流分析來(lái)優(yōu)化射出產(chǎn)品。
PVT測(cè)試單元架構(gòu)
PVT量測(cè)取得的主要數(shù)據(jù)為壓力、溫度與比容（即密度倒數(shù)），PVT曲線(xiàn)描述塑料在熔融狀態(tài)與固化狀態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程中，材料之體積（或比容值）隨溫度及壓力的外在變化，所呈現(xiàn)出三者數(shù)值之間的關(guān)聯(lián)性。在量測(cè)過(guò)程中，儀器持續(xù)收集所需的數(shù)據(jù)，并記錄原始數(shù)據(jù)給用戶(hù)進(jìn)行分析與模式細(xì)數(shù)之計(jì)算，來(lái)滿(mǎn)足加工、生產(chǎn)或其他應(yīng)用之預(yù)測(cè)分析需求。
本公司PVT測(cè)試設(shè)備遵循ISO17744標(biāo)準(zhǔn)，系將受測(cè)材料放置于一組含加熱、冷卻功能，溫度可控的測(cè)試料筒內(nèi)，使用密封墊將受測(cè)材料包覆其中以防止泄漏。受測(cè)材料可為粒狀或粉狀，使用上、下活塞頂住密封墊，測(cè)試期間對(duì)活塞施加壓力，對(duì)待測(cè)材料進(jìn)行加壓與穩(wěn)定持壓控制，并搭配高精度行程傳感器，獲得比容值的變化（詳如圖1），此操作模式的PVT測(cè)試過(guò)程與射出成型制程比較相符。
圖1：PVT測(cè)試結(jié)構(gòu)示意圖
PVT測(cè)試流程
PVT測(cè)試儀器提供四種測(cè)試流程，分別是等壓降溫、等壓升溫、等溫變壓降溫及等溫變壓升溫。一般塑料測(cè)試采用等壓降溫流程進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試過(guò)程中，施加固定壓力下，控制溫度以固定斜率從塑料熔融溫度，下降至常溫狀態(tài)。若有設(shè)定不同壓力段，則程序再次升溫至熔融溫度，以下一段壓力再進(jìn)行一次降溫程序。測(cè)試程序進(jìn)行過(guò)程，系統(tǒng)會(huì)陸續(xù)擷取各項(xiàng)數(shù)據(jù)，最終匯整出PVT數(shù)據(jù)與曲線(xiàn)。而等溫變壓降溫模式則是在恒溫的狀態(tài)下，依序改變?cè)O(shè)定的壓力段，記錄相關(guān)數(shù)值后，再降溫至下一個(gè)溫度點(diǎn)，重復(fù)上述步驟，直至測(cè)試結(jié)束。
展開(kāi) PVT測(cè)試
除上述測(cè)試功能外，根據(jù)ISO17744標(biāo)準(zhǔn)，毛細(xì)管流變儀還可以實(shí)現(xiàn)PVT測(cè)試功能。將毛細(xì)管流變儀下端封閉，在料筒里加入一定質(zhì)量的樣品，通過(guò)驅(qū)動(dòng)柱塞來(lái)控制壓力，使用高精度位移傳感器記錄柱塞位置并計(jì)算出體積，并可以通過(guò)料筒外部的冷卻夾套實(shí)現(xiàn)線(xiàn)性降溫，以此得到聚合物在射出過(guò)程中壓力、溫度和體積之間的關(guān)系。最高降溫速率可達(dá)25K/min，最大壓力可以2500bar。為射出成型提供必不可少的模流分析測(cè)量數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖4）。
圖4：PVT測(cè)試與Tait方程擬合
鯊魚(yú)皮測(cè)試
在聚合物加工過(guò)程中，物料的流動(dòng)狀態(tài)受到諸多內(nèi)部和外部影響因素，常出現(xiàn)流動(dòng)不穩(wěn)定的情形，使材料表面出現(xiàn)畸變，鯊魚(yú)皮畸變是最常見(jiàn)的畸變現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生往往和高頻率的壓力波動(dòng)相關(guān)聯(lián)。因此，在材料表面出現(xiàn)可見(jiàn)的畸變之前，可以通過(guò)檢測(cè)壓力的變化來(lái)進(jìn)行識(shí)別。傳統(tǒng)的壓力傳感器由于響應(yīng)速度慢，無(wú)法測(cè)出這種規(guī)律性的波動(dòng)，必須使用高頻的壓力傳感器（如圖5所示）。
圖5：鯊魚(yú)皮測(cè)試
結(jié)論
隨著測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的測(cè)試功能，可以通過(guò)模塊化的方式集成到毛細(xì)管流變儀系統(tǒng)。這就使得我們可以更加經(jīng)濟(jì)地從單一設(shè)備上獲得更多材料的立體信息。
展開(kāi) 國(guó)高材分析測(cè)試中心PVT測(cè)試設(shè)備
技術(shù)參數(shù)：
符合標(biāo)準(zhǔn)：ISO 17744
測(cè)試模式：等溫模式，等壓模式
溫度范圍：0~450℃
最高降溫速率：30K/min
力值：最大值20kN
精度：0.4%（1%~100%滿(mǎn)力值范圍）、精度：0.8%（1%~10%+5%數(shù)值1）
流變性能評(píng)價(jià)
Rheological Performance Evaluation
國(guó)高材分析測(cè)試中心，依托逾30年專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，為您提供全面的材料流動(dòng)性解決方案。服務(wù)涵蓋螺旋線(xiàn)流動(dòng)、旋轉(zhuǎn)/毛細(xì)管流變、PVT等精準(zhǔn)測(cè)試，深度解析材料加工行為，并提供高保真模流分析數(shù)據(jù)支持，助力優(yōu)化工藝與產(chǎn)品。咨詢(xún)電話(huà)：020-66221668。
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五
PVT 測(cè)試與加工指導(dǎo)服務(wù)
國(guó)高材分析測(cè)試中心憑借其先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和專(zhuān)業(yè)的人才團(tuán)隊(duì)，在 PVT 測(cè)試方面具備顯著優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)閺V大科研人員和企業(yè)提供全方位的服務(wù)。
此外，還注重專(zhuān)業(yè)加工指導(dǎo)。專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)深入研究高分子材料 PVT 特性及應(yīng)用，依據(jù)客戶(hù)材料與產(chǎn)品要求，結(jié)合測(cè)試數(shù)據(jù)制定個(gè)性化方案，涵蓋模具設(shè)計(jì)到質(zhì)量問(wèn)題解決，助力客戶(hù)提質(zhì)增效、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。
PVT測(cè)試
除上述測(cè)試功能外，根據(jù)ISO17744標(biāo)準(zhǔn)，毛細(xì)管流變儀還可以實(shí)現(xiàn)PVT測(cè)試功能。將毛細(xì)管流變儀下端封閉，在料筒里加入一定質(zhì)量的樣品，通過(guò)驅(qū)動(dòng)柱塞來(lái)控制壓力，使用高精度位移傳感器記錄柱塞位置并計(jì)算出體積，并可以通過(guò)料筒外部的冷卻夾套實(shí)現(xiàn)線(xiàn)性降溫，以此得到聚合物在射出過(guò)程中壓力、溫度和體積之間的關(guān)系。最高降溫速率可達(dá)25K/min，最大壓力可以2500bar。
圖1：PVT測(cè)試結(jié)構(gòu)示意圖
PVT測(cè)試流程
PVT測(cè)試儀器提供四種測(cè)試流程，分別是等壓降溫、等壓升溫、等溫變壓降溫及等溫變壓升溫。一般塑料測(cè)試采用等壓降溫流程進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試過(guò)程中，施加固定壓力下，控制溫度以固定斜率從塑料熔融溫度，下降至常溫狀態(tài)。若有設(shè)定不同壓力段，則程序再次升溫至熔融溫度，以下一段壓力再進(jìn)行一次降溫程序。
