旋转流变仪在高分子物理教学实验中的应用

刘晶如，俞 强，朱梦冰

（常州大学 材料科学与工程学院，江苏 常州 213164）

高分子物理是高分子材料与工程专业以及材料化学专业的一门专业基础课，该课程的教学目标［1－3］是向学生传授高分子结构与性能的基础理论知识，介绍高分子的研究方法，使学生通过该课程的学习能较好地掌握高分子物理的基本概念和基础理论，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。由于高分子物理的很多理论知识与生产实践密切相关，因此在讲授这门课程时，一定要与实际的工业生产和产品加工相联系。另外，高分子物理是一门实验科学［4－7］，很多理论知识都是由于先观察到某种实验现象，为了合理解释实验现象而建立起来的，因此，讲授高分子物理时一定要理论与实践相结合。

旋转流变仪是现代流变仪中的重要组成部分，它依靠旋转运动来产生简单剪切流动，用来快速确定高分子材料的模量、黏度及黏弹性等性能参数。黏弹性可以为高分子的加工和应用提供力学方面的依据，也可以提供聚合物结构和分子运动的信息［8］。因此在讲授高分子物理课程时，可以借助旋转流变仪进行演示教学，可以收到事半功倍的效果。

1 旋转流变仪工作原理

旋转流变仪分为同轴圆筒式、锥板式和平板式3种，如图1所示。将待测液体置于两同轴圆筒的环形空间（同轴圆筒式），或平板与锥体的间隙内（锥板式），或平板与平板的间隙内（平板式），通过圆筒、锥板或平板的旋转，使试样受到剪切，测定转矩值M和角频率ω，便可以得到流体的剪切应力和剪切速率，进而计算出黏度。……