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。
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*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. 粘度: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。