HAAKE MiniLab是一款小型錐形雙螺桿擠出機(jī)，兼具混合、擠出以及對(duì)熔體特性進(jìn)行流變學(xué)分析等功能。其總填充體積為7毫升，適合應(yīng)用于小批量混合昂貴的添加劑或者開發(fā)新型配方。

圖1：HAAKE MiniLab和內(nèi)部構(gòu)造圖

MiniLab配備了回流通道和旁通閥，回流通道包含狹縫毛細(xì)管流道和兩個(gè)壓力傳感器，可用于熔體毛細(xì)管流變測量。利用旁通閥可以使設(shè)備在循環(huán)模式和擠出模式之間進(jìn)行切換。

圖2：LDPE和EVA共混物的擠出測試結(jié)果

由有機(jī)分子（如乳酸）制成的聚合物，可用于制造高強(qiáng)度且適應(yīng)性強(qiáng)的植入物。但在傳統(tǒng)擠出機(jī)中，很難達(dá)到所需的較長反應(yīng)時(shí)間。借助HAAKE MiniLab，可以設(shè)定所需的反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)混合物（單體和催化劑）能夠在循環(huán)回路中流動(dòng)。

圖3展示了通過壓力曲線在線監(jiān)測乳酸聚合反應(yīng)的結(jié)果。由于反應(yīng)物的黏度較低，初始階段無法檢測到壓力信號(hào)。反應(yīng)7.5分鐘時(shí)第一壓力傳感器（p - D1）檢測到壓力信號(hào)，隨后可以觀察到扭矩增加。隨后第二個(gè)壓力傳感器（p - D2）的壓力信號(hào)也開始上升（此時(shí)回流通道已完全被聚合物填滿）。20分鐘后，p - D1和p - D2的壓力保持恒定，表明反應(yīng)結(jié)束。

圖3：在線監(jiān)測反應(yīng)時(shí)間，乳酸聚合成

可生物降解聚合物（點(diǎn)擊查看大圖）

HAAKE MiniLab的回流通道設(shè)計(jì)為狹縫毛細(xì)管。利用回流通道中的兩個(gè)壓力傳感器，可以測量特定流動(dòng)通道中的壓力降，根據(jù)壓力降和狹縫毛細(xì)管的幾何形狀，可以計(jì)算出剪切應(yīng)力、剪切速率并得出不同螺桿轉(zhuǎn)速下樣品的相對(duì)黏度，得到樣品的流動(dòng)曲線。由于目前還無法實(shí)現(xiàn)螺桿轉(zhuǎn)速與質(zhì)量流量之間的絕對(duì)關(guān)聯(lián)。因此，計(jì)算得到的剪切速率以及由此得出的黏度只能是相對(duì)值。

在下面的例子中，對(duì)PP進(jìn)行了測試，研究停留時(shí)間對(duì)其流動(dòng)特性的影響（圖4）。將PP樣品加入HAAKE MiniLab，裝料完成后，立即在10種不同的螺桿轉(zhuǎn)速下進(jìn)行毛細(xì)管測試。經(jīng)過一段時(shí)間的停留后，再次進(jìn)行毛細(xì)管測試。圖4表明，30分鐘的停留時(shí)間導(dǎo)致熔體黏度在整個(gè)剪切速率范圍內(nèi)顯著下降，這是由停留時(shí)間長導(dǎo)致聚合物降解引起的。

圖4：停留時(shí)間對(duì)PP樣品流動(dòng)行為的影響