高分子材料流变性能的测量,不仅能为材料选择、配方与加工工艺设计提供基础数据,还能为优化口模结构、改进成型设备提供可靠的定量依据。拉伸流变在聚合物成型加工中具有的节能降耗、分散混合效果好、对物料适应性广、传质传热效率高等优势,引发了国内外学者对聚合物拉伸流变塑化加工方法及设备的研究热潮,使得人们对材料拉伸流变性能测量的需求也日益迫切,然而目前还缺少能够广泛推广和应用的拉伸流变测量技术。基于此,华南理工大学瞿金平教授团队设计并研制出了第一代圆盘式拉伸流变仪,用于高分子材料拉伸流变特性的测量与表征。本文在原有拉伸流变仪的基础上,优化了部分结构并增加了进料塑化装置,改善了挤压机构对中性,提高了物料塑化均匀性和排气效果。本文论述了新一代拉伸流变仪的测量原理与结构,建立了圆盘式拉伸流变测量仪传动系统的动力学模型,分析了电机转动惯量、减速机速比对系统稳定性的影响,发现电机转动惯量或减速机速比过大,会导致活塞下压时惯性过大,影响系统稳定。本文开展系列实验,探究了不同工艺参数对丝杠驱动力矩与活塞所受压力的影响。研究结果表明:实验材料的熔融指数越低,丝杠驱动力矩和活塞所受压力越大;升高实验温度,丝杠的驱动力矩与活塞所受压力减小;提高电机最大转速,丝杠的驱动力矩与活塞所受压力增大。此外,本文运用MATLAB/Simulink软件模拟分析了不同工艺参数下流变仪传动系统的位移、速度及加速度特性的变化规律,并得出了如下结论:相同工艺条件下,升高实验温度,会导致传动系统的动态曲线波动较大,系统的稳定性变差;适当提高电机最大转速和增大系统当量阻尼,有利于获得较为平缓的动态特性曲线,从而提升系统的稳定性。本文对新一代圆盘式拉伸流变测量仪开展动力学特性研究,不仅能为材料拉伸流变特性测量实验提供一定的理论指导,有利于提高测量数据的重现性,同时也能为后续改进与优化流变仪的设备结构提供可靠的理论依据。