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旋转流变仪如何工作、原理是什么?

点击次数:897 发布时间:2022-06-02

旋转流变仪如何工作? 旋转流变仪工作原理是什么?国产流变仪如何工作?

1、流变仪概述

流变仪是当今较为通用的流变测定工具,旋转流变仪保圣RH-20可针对多种不同的流变测量方法进行配置,以探测悬浮体的构造和性能。 从生成材料在数十种扭矩下的简单粘性流动曲线(粘度与剪切力曲线图)到测量屈服应力,再到用于模拟食物咀嚼过程的序列,旋转流变仪可用于多种测试类型。

国产流变仪保圣RH-20流变仪,是模块化智能型流变仪,国产流变仪保圣RH-20采用的高精度驱动器,配备的多孔碳空气轴承可以精确控制应力控制和应变控制实验,兼具研究的精度和广度,可以进行从任何粘度的流体、高分子熔体,到固体以及反应性材料的研究和开发。

流变仪.png

 

2、旋转流变仪保圣RH-20工作原理

模块化智能型流变仪国产流变仪保圣RH-20在两个测量板或其他相似的几何形状板(如锥板或杯和转子系统)之间加载样品。 当在上平板施加一个扭矩时,就会在材料上产生一个旋转剪切应力,并测得所形成的应变或应变速率(切变速率)。 旋转流变仪与粘度计的工作原理相同,但前者的功能要强大得多。 其中为显著的就是前者在施加剪切应力时精度更高、范围更广;前者拥有振荡测试功能;以及在旋转试验过程中,对所施加的法向力的控制度更高。

旋转流变仪保圣RH-20可用于测量从膏状物和凝胶到构造弱的液体在内的多种样品类型。 即使在剪切应力极低的区域,仍能够控制所施加的剪切力,因此这些仪器适合执行稳定性研究以及测量屈服应力。 不过,旋转流变仪针对数十种扭矩下的使用情形进行了优化,而未针对区分低粘度弱构造流体的粘度进行优化。 此外,当切变速率超过 1000 s-1时,旋转流变仪会在高剪切区面临机械约束。借助这些先进复杂的仪器,可以确保测试方法与产品的特定加工流程或使用环境密切匹配。 内置的创新软件非常有用,即使刚入门的流变学家也能够生成并解读数据。

3、旋转流变仪国产流变仪保圣RH-20测量系统

旋转流变仪根据其等级大致可以划分为两种,一种是以机械轴承马达为核心测量结构的低等级旋转流变仪,基本要求是可以进行连续的转速控制,一般只具有稳态测量功能,可以测量黏度η、流动曲线、屈服应力、触变性等流变学特性,但测量范围比较小。

旋转流变仪保圣RH-20是以空气轴承马达为核心测量结构的高等级旋转流变仪,基本要求是可以进行连续的转速控制、可以产生正弦波应变或应力,具有稳态测量、动态测量、瞬态测量功能,可以测量黏度、流动曲线、屈服应力、触变性、复数模量G*、储能模量G'、损耗模量G"、Tanδ、应力松弛、蠕变等流变学特性,测量范围比较宽。

旋转流变仪测量系统:在稳定或变速情况下测量扭矩,用夹具因子将物理量转化为流变学的参数。

模块化智能型流变仪保圣RH-20流变仪测试条件:

(1)粘度计或流变仪测量的边界条件有以下几种

1.流动必须是层流

2.测试过程必须是稳态流动

3.样品与转子之间没有滑移

4. 样品是均匀的

5. 测试过程样品没有物理或化学性能的变化

6. 注意样品弹性的影响

2)旋转测试

测量结果分为相对粘度与绝对粘度两种。

1. 相对粘度:测量方式以时间或其它物理量表示只能用牛顿体标定。任何可读的量(时间, 距离, 角度)与标准粘度样品的比率,测试参数(转子,速度,装样量)必须严格遵守一样的测试条件。

2. 绝对粘度:绝对粘度=剪切应力/剪切速率;

a. 平行板(直线运动)b. 同心圆筒c. 毛细管d. 锥/平板或平行板(旋转)

3)旋转流变仪的控温系统

旋转流变仪具有多种控温系统可选,等级越高的流变仪可选的控温系统越多,温度范围越宽;低等级旋转流变仪一般使用液体循环器作为控温设备,高等级旋转流变仪一般可选半导体控温 、电加热控温、对流辐射炉控温等,一般适用范围大致如下:

半导体控温(Peltier):一般在200℃以下,是使用广泛、控温方式;

电加热控温:一般在400℃以下,应用于聚合物熔体等材料的测试;

对流辐射控温炉:一般可达到600℃,低温可达-150℃左右,特殊的可达1000℃,主要应用于高温熔体、固体、玻璃熔体、低温合金熔体等材料;

4、旋转流变仪应用保圣RH-20流变仪应用

旋转流变仪保圣RH-20流变仪,研究范围涵盖了从水到复合材料,能将微观结构信息与加工过程紧密联系在一起。

材料工艺/产品相应流变特性聚合物-热塑性可加工性和产品性能粘度剪切变稀弹性柔量法向力结构(分子量、分子分布)弹性粘度特性零剪切粘度支化填料流动特性的影响零剪切粘度变化弹性、柔量粘弹性能比较研磨材料原材料检测(零剪切粘度、弹性模量、损耗模量、柔量)聚合物-热固性粘度粘度曲线中的最小值凝胶时间(时间/温度)弹性模量和损耗模量的交叉点硫化曲线/固化动力学模量曲线与温度或时间的关系交联密度平台模量聚合物-弹性体交联密度平台模量或复粘度曲线填料的影响粘弹性的比较共混效果材料的应变依存性(线形粘弹性的区域大小)轮胎橡胶弹性模量损耗模量、损耗因子粘合剂粘合和撕裂特性弹性模量损耗模量的频率依存性压敏胶特性平台模量的范围涂料涂装性粘度剪切变稀屈服应力垂挂性-涂刷、喷工艺弹性、结构回复流平性-涂刷弹性、结构回复掩缝性-涂刷弹性曲线弹性、结构回复悬挂性法向力弹性涂料-油墨稳定性、储存期材料的时间依存性(线形粘弹性区域的大小)蠕变流动性特定温度下的粘度涂料-粉末特定温度下的粘度食品-面团、凝胶、分散液(悬乳液、乳液)稳定性、储存期材料的时间依存性(线形粘弹性区域的大小)、蠕变相分离结构随时间的变化凝胶结构性的增加、弹性产品性能一致性粘度和粘弹特性在加压情况下的流动与分散粘度、剪切变稀个人护理产品-面霜、凝胶、分散液(悬乳液、乳液)稳定性、储存期材料的时间依存性(线形粘弹性区域的大小)、蠕变相分离结构随时间的变化凝胶结构性的增加、弹性产品性能一致性在加压情况下的流动与分散粘度、剪切变稀陶瓷-浆料稳定性、储存期材料的时间依存性(线形粘弹性区域的大小)、蠕变流动性铸造流动性能粘度、屈服应力、结构变化油品、油脂、润滑剂油品倾倒性改性剂的效果粘度、屈服应力、结构变化原油中石蜡的分析特定温度下的粘度油脂、润滑剂:组分、结构结构和粘度的变化润滑剂的混合粘度线屈服应力柔量结构变化

5、旋转流变仪的操作要点—保圣RH-20流变仪测试不同样品的操作要点

1.液体类样品

将液体样品以缓慢速度加载到平、锥板转子下板或同轴圆筒测试杯内,然后设定程序,放下转子上板或者内筒,进行测样。
2.半固体类样品

将样品通过勺子或其他适宜工具将样品缓慢转移到平、锥板下板上,某些特殊样品需要进行升温后再进行加样,然后设定程序,放下转子上板,进行测样。

3.体类样品

将平、锥板下板升高到需要测试的样品软化点温度,然后缓慢加载样品于下板上,待样品熔融,设定程序,放下转子上板,进行测样。

在上述三类样品加样过程中需要注意以下几点:

1.样品需要保持均匀性;

2.样品中尽量避免含有气泡,如果有气泡,需提前脱泡,再加样测试;

3.样品加载过程中,均需缓慢装填样品,不破坏样品结构,同时样品需要充满转子夹具间隙。

4.一般样品通过上转子下压,均会有部分从间隙中挤出,我们需用刮刀进行刮边;如果样品具有较大弹性,我们在下压的过程中需要设置下压速度或者法向力控制,以免快速下压过程中产生较大的内应力,影响测试结果。

5.测试样品需加载在控温平台上的测试下板中,避免在进行刮边时伤害控温平台。此平台上没有下板,使用一段时间后,平台表面出现明显的损伤,影响测试准确性;同时测试下板如果设有溢流槽,更方便进行刮边操作。

 

 

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