在高分子材料研發(fā)、配方改性、工藝優(yōu)化與質(zhì)量管控工作中，流變儀是解析材料熔體流動(dòng)行為、塑化混煉特性的核心檢測(cè)設(shè)備。流變儀品類眾多，主流分為毛細(xì)管流變儀、轉(zhuǎn)矩流變儀、旋轉(zhuǎn)流變儀三大類，不同設(shè)備的測(cè)試原理、適用場景差異顯著。其中毛細(xì)管流變儀聚焦高剪切工況下熔體擠出流動(dòng)性能，轉(zhuǎn)矩流變儀模擬實(shí)際加工過程中的混煉、塑化、硫化交聯(lián)行為，二者相輔相成，是高分子實(shí)驗(yàn)室常用的兩類流變檢測(cè)裝備。國際主流流變儀品牌有德國 Goettfert、英國 Rosand、美國 TA Instruments；國內(nèi)經(jīng)過多年技術(shù)迭代，涌現(xiàn)出中航時(shí)代、航天縱橫、智德創(chuàng)新等一批具備自主研發(fā)實(shí)力的國產(chǎn)廠商，國產(chǎn)設(shè)備在性能對(duì)標(biāo)進(jìn)口的前提下，擁有更高的性價(jià)比以及本地化售后優(yōu)勢(shì)。

一、毛細(xì)管流變儀與轉(zhuǎn)矩流變儀原理與應(yīng)用區(qū)別

毛細(xì)管流變儀

毛細(xì)管流變儀工作原理是通過活塞推動(dòng)熔融狀態(tài)下的高分子物料，使其高速從精密毛細(xì)管口模擠出，采集壓力、速度、溫度信號(hào)，計(jì)算剪切應(yīng)力、剪切速率、表觀粘度等關(guān)鍵流變參數(shù)。該設(shè)備高度復(fù)刻注塑、擠出、吹膜等高剪切加工工況，主要用來評(píng)價(jià)熱塑性、部分熱固性塑料熔體流動(dòng)能力，研究熔體破裂、流動(dòng)失穩(wěn)現(xiàn)象，符合 GB/T25278?2010（等同 ISO11443?2005）標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于新材料研發(fā)、來料質(zhì)檢、成型工藝調(diào)試。

轉(zhuǎn)矩流變儀

轉(zhuǎn)矩流變儀也叫密煉式流變儀，核心單元為密閉混煉腔與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，物料在混煉室內(nèi)受熱并受到轉(zhuǎn)子剪切、揉搓，系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集扭矩、溫度、轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，生成扭矩?時(shí)間、扭矩?溫度曲線，模擬工廠密煉、擠出加工全過程。它更側(cè)重評(píng)價(jià)配方的混煉相容性、熱剪切穩(wěn)定性、熱固性樹脂交聯(lián)固化、橡膠硫化特性，適合配方篩選、加工穩(wěn)定性評(píng)估，可搭配擠出、造粒輔機(jī)拓展小型連續(xù)加工模擬試驗(yàn)。

簡單來說，毛細(xì)管流變儀看 “物料擠不擠得動(dòng)"，評(píng)價(jià)熔體流動(dòng)性能；轉(zhuǎn)矩流變儀看 “物料混不混得好"，評(píng)價(jià)塑化、熱穩(wěn)定與配方相容性，兩套設(shè)備經(jīng)常搭配使用，完整覆蓋高分子材料加工性能評(píng)價(jià)需求。

二、中航時(shí)代企業(yè)概況

北京中航時(shí)代儀器設(shè)備有限公司是國內(nèi)高分子材料檢測(cè)儀器領(lǐng)域的高新技術(shù)企業(yè)，實(shí)繳注冊(cè)資本 1000 萬元，具備完整研發(fā)、生產(chǎn)、銷售與技術(shù)服務(wù)能力，企業(yè)通過 ISO9001 質(zhì)量管理、ISO14001 環(huán)境、ISO45001 職業(yè)健康安全三大體系認(rèn)證。公司深耕電學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、流變等材料測(cè)試設(shè)備，產(chǎn)品廣泛服務(wù)航空航天、石油化工、汽車、電線電纜、高校、科研院所、軍工單位，清華大學(xué)、上海交大、中科院長春應(yīng)化所等眾多科研單位均有批量應(yīng)用案例。

在流變檢測(cè)賽道，中航時(shí)代打造了 CR 系列毛細(xì)管流變儀、TR 系列轉(zhuǎn)矩流變儀兩大核心產(chǎn)品線，對(duì)標(biāo)進(jìn)口設(shè)備技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)結(jié)合國內(nèi)用戶使用習(xí)慣優(yōu)化硬件結(jié)構(gòu)與軟件算法，支持非標(biāo)定制，兼顧檢測(cè)精度、易用性與性價(jià)比。

三、中航時(shí)代 CR 系列毛細(xì)管流變儀

中航時(shí)代 CR 系列毛細(xì)管流變儀包含 CR?400A、CR?400B、CR?400C 三款機(jī)型，載荷覆蓋 5kN?50kN，適配從通用塑料到高粘度工程塑料的流變測(cè)試，滿足國標(biāo) GB/T25278?2010、ISO11443?2005 檢測(cè)要求。

硬件層面，設(shè)備采用擺頭式料筒設(shè)計(jì)，料筒可以擺動(dòng)抬起，加料、清理殘料操作便捷；料筒選用耐高溫耐腐蝕不銹鋼，口模為碳化鎢材質(zhì)，耐磨壽命長；搭載進(jìn)口伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)速比最高可達(dá) 200000:1；PID 控溫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)室溫?400℃精準(zhǔn)控溫，控溫精度 ±0.1℃；高精度壓力傳感器，壓力測(cè)量精度可達(dá) 0.25%；數(shù)據(jù)采集頻率大于 100Hz，能夠捕捉熔體破裂等瞬時(shí)突變信號(hào)。料筒支持單筒標(biāo)配、雙筒選配，料筒直徑、毛細(xì)管規(guī)格可按需定制。

設(shè)備支持恒速、恒壓、恒溫、變剪切速率、變升溫速率多種試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，自研測(cè)控軟件功能完備：可自定義全部試驗(yàn)工況參數(shù)；實(shí)時(shí)采集壓力、溫度、位移、剪切應(yīng)力、表觀粘度等參數(shù)，動(dòng)態(tài)繪制流變曲線；支持線性、Log 對(duì)數(shù)雙坐標(biāo)切換，多組試驗(yàn)曲線疊加對(duì)比；軟件自動(dòng)演算流變參數(shù)，輔助識(shí)別熔體破裂、流動(dòng)失穩(wěn)，標(biāo)定臨界剪切速率、低流動(dòng)溫度；試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)歸檔存儲(chǔ)，支持自定義報(bào)表，一鍵導(dǎo)出打印報(bào)告；軟件具備良好拓展性，主機(jī)無需改造，后續(xù)可升級(jí)低溫、雙料筒等功能模塊。

CR 系列可以開展恒速剪切、恒壓剪切、階梯變速剪切等核心試驗(yàn)項(xiàng)目，用于測(cè)定材料表觀粘度、剪切應(yīng)力，研究粘度?溫度依賴關(guān)系，研判熔體流動(dòng)穩(wěn)定性，為塑料改性、擠出注塑工藝開發(fā)提供可靠流變數(shù)據(jù)支撐。

四、中航時(shí)代 TR 系列轉(zhuǎn)矩流變儀

中航時(shí)代 TR 系列轉(zhuǎn)矩流變儀為模塊化架構(gòu)的轉(zhuǎn)矩流變測(cè)試平臺(tái)，包含 TR?200A、TR?200B 高效版機(jī)型，用于高分子動(dòng)態(tài)流變、塑化行為、熱穩(wěn)定、交聯(lián)固化、硫化特性測(cè)試，可以高度模擬工業(yè)化混煉擠出加工條件。

硬件配置上，設(shè)備采用進(jìn)口施耐德伺服電機(jī)，轉(zhuǎn)速 0?120rpm（高效版最高 200rpm），轉(zhuǎn)速精度≤0.05%；電子式直連扭矩傳感器，扭矩測(cè)量精度≤0.1% F.S；多段分區(qū)控溫，溫控范圍 RT?350℃，動(dòng)態(tài) PID 溫控精度 ±0.5℃；標(biāo)配 60ml 混煉室，可選配 200ml 大容量混煉腔；具備過載、過溫、漏電多重安全保護(hù)；TR?200B 高效版增加風(fēng)冷系統(tǒng)、按鍵鎖，進(jìn)一步提升長時(shí)間試驗(yàn)穩(wěn)定性。設(shè)備模塊化拓展能力強(qiáng)，可選配單螺桿、雙螺桿擠出機(jī)、牽引、水槽、切粒、真空、側(cè)喂料等輔機(jī)，實(shí)現(xiàn)從混煉到擠出造粒全流程實(shí)驗(yàn)室模擬。

配套的專用測(cè)控軟件支持藍(lán)牙無線通訊，擺脫有線線纜束縛；可以自由設(shè)定溫度、轉(zhuǎn)速、試驗(yàn)時(shí)長等參數(shù)；毫秒級(jí)采集扭矩、溫度、轉(zhuǎn)速，實(shí)時(shí)輸出扭矩?時(shí)間、扭矩?溫度曲線；軟件自動(dòng)計(jì)算塑化時(shí)間、最大扭矩、平衡扭矩、熱穩(wěn)定時(shí)間、固化峰值溫度等指標(biāo)，區(qū)分塑化、穩(wěn)定、降解、交聯(lián)各階段；支持曲線疊加比對(duì)、局部放大、坐標(biāo)自定義；試驗(yàn)記錄自動(dòng)保存溯源，報(bào)告可導(dǎo)出 PDF、Excel 格式，適配科研項(xiàng)目、質(zhì)檢報(bào)審歸檔。

TR 系列廣泛用于 UPVC 配方研發(fā)、熱固性樹脂交聯(lián)固化研究、彈性體硫化測(cè)試，同時(shí)適配高校材料專業(yè)教學(xué)科研，為配方改良、加工工藝優(yōu)化提供關(guān)鍵試驗(yàn)依據(jù)。

五、國內(nèi)同賽道競爭廠商概況

國內(nèi)流變儀器市場除中航時(shí)代之外，北京航天縱橫檢測(cè)儀器有限公司、北京智德創(chuàng)新儀器設(shè)備有限公司同樣布局毛細(xì)管流變儀、轉(zhuǎn)矩流變儀相關(guān)高分子流變檢測(cè)產(chǎn)品，是行業(yè)內(nèi)主要國產(chǎn)供應(yīng)商。兩家企業(yè)同樣具備儀器整機(jī)研發(fā)制造能力，產(chǎn)品面向高校、新材料企業(yè)、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)，在流變儀、熔融指數(shù)儀、熱學(xué)電學(xué)測(cè)試儀器領(lǐng)域與中航時(shí)代形成市場競爭，共同推動(dòng)流變檢測(cè)儀器國產(chǎn)化替代進(jìn)程。

綜上，中航時(shí)代 CR 毛細(xì)管流變儀、TR 轉(zhuǎn)矩流變儀，硬件性能、軟件分析能力均達(dá)到國產(chǎn)設(shè)備先進(jìn)水平，兼顧標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)與科研拓展需求，是高分子材料實(shí)驗(yàn)室流變測(cè)試國產(chǎn)化選型的重要選擇。