流變儀測試應用
用于測定聚合物熔體,聚合物溶液、懸浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流變性質的儀器。 流變學測量是觀察高分子材料內部結構的窗口,通過高分子材料,諸如塑料、橡膠、樹脂中不同尺度分子鏈的響應,可以表征高分子材料的分子量和分子量分布,能快速、簡便、有效地進行原材料、中間產品和最終產品的質量檢測和質量控制。 流變測量在高聚物的分子量、分子量分布、支化度與加工性能之間構架了一座橋梁,提供了一種直接的聯系,幫助用戶進行原料檢驗、加工工藝設計和預測產品性能.
采用對樣品施加強制穩態速率載荷、穩態應力載荷、動態正弦周期應變載荷或動態正弦周期應力載荷的方式,觀測樣品對所施加載荷的響應數據;通過測量剪切速率、剪切應力、振蕩頻率、應力應變振幅等流變數據,計算樣品的黏度、儲能模量、損耗模量、Tanδ等流變學參數。
旋轉流變儀測試系統簡介:
1. 同軸圓筒系統
同軸圓筒 (CC) 測量系統通常用于測量低黏度液體,但總體上從低黏流體到黏彈性流體(從水狀樣品到奶油等半固體樣品)都可以測量。這些圓筒系統易于裝樣(杯內有裝樣量標記)。由于測量杯的外表面較大,所以從外部可以輕松控制樣品的溫度,并且低表面張力的流體也不會從測量杯流出。使用特殊的防護罩或防溶劑揮發罩可以避免溶劑揮發。
CC 系統的表面經過磨砂處理或帶有表面刻痕,可防止壁面滑移現象。可拋棄測量杯和圓筒也能用來測量難以清潔的樣品。
2. 雙間隙測量系統
根據 ISO/WD 3219-2,雙間隙 (DG) 測量系統采用特殊的轉子,在樣品與 DG 系統表面之間形成的接觸表面積非常大。使用這些系統,您可以在高扭矩分辨率的條件下進行測試,它們尤其適合測量水等低黏度液體。優點是,此類系統的表面積大,另外熱穩定性良好。而且,剪切速率非常高時才會發生湍流。
3. 錐板測量系統
錐板轉子適合用于各種類型的流體,所需樣品量少。不過,對于分散體系樣品,應用時需限制最大粒子尺寸(?10 μm)。
錐板夾具形成的剪切條件一致,并便于清潔。借助快速溫度校正功能,它們很快就會達到溫度平衡。可以使用防護罩或防溶劑揮發罩等專用附件來預防溶劑揮發。
4. 平行板測量系統
測試膏體、凝膠、軟固體或高黏度聚合物熔體時,建議使用平行板測量系統,所需樣品量相對較少。由于間隙可調,所以您可以設置各種測量條件。此外,它還能測試高黏度樣品(包括無交聯的硅膠)、粒徑較大的分散體、凝膠(具有三維超結構)和軟固體(例如奶酪和彈性體)。另一項優點在于,清潔過程快捷方便。
流變儀測試要求
1.常規是液體樣品,半固體、固體樣品需提前說明,樣品需要具有一定流動性
2.液體樣品,需準備5-30ml樣品,低粘度液體可多備些,高粘度液體可少備些;
3.固體樣品一般用平行板或錐形版測試,需制成一定尺寸的圓片,根據樣品直徑選擇合適尺寸的轉子,常用直徑20/25/60mm,厚度1-3mm,用振蕩模式測試;
4.同個樣品測不同模式建議準備多份樣品。
5.不測試強酸、強堿性樣品。酸堿性樣品一定明確告知
6.模量測試即得到復合模量G*,儲存模量(彈性模量)G’、損耗模量(粘性模量)G’’、tanδ、復合粘度(振蕩模式)。
觸變環測試表征材料觸變性的實驗,可得材料的結構恢復能力。
結構恢復測試表征材料受破壞后,結構重建的能力。
旋轉模式的三段躍階變剪切,俗稱三段式結構恢復實驗。
蠕變恢復可測試材料受力之后的形變,及撤去力之后形變的恢復。
1)旋轉流變儀測量系統與樣品接觸,并施加載荷,并在穩態或動態模式下測量扭矩,用夾具系數將物理量(扭矩、轉速)轉化為流變學的參數(剪切速率、剪切應力、儲能模量、損耗模量、Tanδ),常用測量系統有:
a. 平行板
b. 同心圓筒
c. 錐/平板
d.固體扭擺夾具
e.熔體拉伸夾具
2)旋轉流變儀的控溫系統
旋轉流變儀具有多種控溫系統可選,等級越高的流變儀可選的控溫系統越多,溫度范圍越寬;低等級旋轉流變儀一般使用液體循環器作為控溫設備,高等級旋轉流變儀一般可選半導體控溫、電加熱控溫、對流輻射爐控溫等,一般適用范圍大致如下:
半導體控溫(Peltier):一般在200℃以下,是使用最廣泛、最方便的控溫方式;
電加熱控溫:一般在400℃以下,應用于聚合物熔體等材料的測試;
對流輻射控溫爐:一般可達到600℃,低溫可達-150℃左右,特殊的可達1000℃,主要應用于高溫熔體、固體、玻璃熔體、低溫合金熔體等材料;
流變儀測試的邊界條件
1.流動必須是層流
2.測試過程必須是穩態流動
3.樣品與轉子之間沒有滑移
4. 樣品是均勻的

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