R/S流變儀測(cè)試方法

R/S流變儀的測(cè)試方法有:剪切應(yīng)率回環(huán)、剪切應(yīng)力斜坡、單點(diǎn)或多點(diǎn)粘度測(cè)量、溫度斜坡-需要水浴、直觀的QC/QA檢驗(yàn)。

R/S Plus系列流變儀是提供給使用者的最好選擇一同時(shí)具有控制剪切率(轉(zhuǎn)速rpm )和剪切應(yīng)力(扭矩torque )兩種模式的流變儀，特別適用于復(fù)雜流變分析。通過(guò)剪切率變化而獲得相應(yīng)完全的流動(dòng)曲線，可實(shí)現(xiàn)對(duì)物料從初始屈服應(yīng)力到松弛，恢復(fù)和蠕變的流變學(xué)行為評(píng)估。

R/S流變儀主要有一下特點(diǎn):

1.雙重控制模式:剪切應(yīng)力/剪切率

2.粘度和溫度的剖面曲線

3.單機(jī)操作可快速進(jìn)行單點(diǎn)粘度測(cè)試，或者采用面板上的程序控制

4.軟件控制可進(jìn)行流變曲線分析、屈服應(yīng)力和應(yīng)變、模量和蠕變恢復(fù)以及觸變性測(cè)定

5.快速轉(zhuǎn)子測(cè)量系統(tǒng)連接

6.可以進(jìn)行連續(xù)的樣品流動(dòng)行為測(cè)試，包括剪切后的恢復(fù)狀態(tài)

7.提供了強(qiáng)大的流動(dòng)表征工具，包括斜坡、回環(huán)和單點(diǎn)測(cè)試

8.QC模式可以設(shè)定測(cè)試的邊界，樣品是否合格一目了然

根據(jù)QC及R&D的實(shí)驗(yàn)要求，可參照以下情況進(jìn)行選型。

同軸圓柱型(R/S-CC流變儀):適用于小量樣品和寬剪切率范圍的錐/板和板/和板系統(tǒng)，可控制剪切應(yīng)力/剪切率

錐板型(R/S-CPS流變儀):適用于單點(diǎn)QC或完整流變剖析的同軸圓柱DIN幾何結(jié)構(gòu)，可控制剪切應(yīng)力/剪切率

帶槳式轉(zhuǎn)子的軟固體測(cè)試儀(R/S-SST流變儀):軟固體測(cè)試儀適用于膏狀物、漿體和含顆粒物質(zhì)。測(cè)量值為屈服應(yīng)力、剪切模量、恢復(fù)、蠕變

便攜型(RC-1流變儀):實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)使用的便攜式儀器，雙重模式:控制剪切應(yīng)力(需配合電腦使用)、控制剪切率

一般有主機(jī)和一個(gè)有使用者選定的測(cè)量系統(tǒng)組成。

R/S-CPS流變儀:錐轉(zhuǎn)子或板轉(zhuǎn)子(任選其一)、Rheo3000軟件、粘度標(biāo)準(zhǔn)液、恒溫水浴、溶劑防濺罩、隔熱檔板、KE冷卻裝置

R/S-CC流變儀:同軸圓柱體轉(zhuǎn)子和樣品杯(至少需要一套)、Rheo3000軟件、粘度標(biāo)準(zhǔn)液、一次性樣品杯、FTK水浴夾套、PT-E浸入式溫度傳感器、KE冷卻裝置

R/S-SST流變儀:槳式轉(zhuǎn)子、同軸圓柱轉(zhuǎn)子和樣品杯(兩種類型的轉(zhuǎn)子至少選一種);Rheo3000軟件、粘度標(biāo)準(zhǔn)液

RC-1便攜式流變儀:槳式轉(zhuǎn)子、同軸圓柱轉(zhuǎn)子和樣品杯(兩種類型的轉(zhuǎn)子至少選一種);一次性樣品杯、Rheo3000軟件、粘度標(biāo)準(zhǔn)液、FTK水浴夾套、PT-E浸入式溫度傳感器、恒溫水浴

扭矩:0.05-50mNm

扭矩分辨率/角分辨率:0.01mNm/0.015mrad

速度:0.01-1,000RPM

溫度范圍:-20℃-+180℃(R/S CC流變儀，操作溫度)

-20℃-+250℃(R/S CPS流變儀，取決于水域性能)

0℃-+135℃(R/S CPS流變儀，Peltier P1加熱)

20℃-+180℃(R/S CPS流變儀，Peltier P2加熱)

50℃-+250℃(R/S CPS流變儀，電子加熱)

RS-CPS流變儀在高達(dá)135℃的溫度測(cè)試各種硅基膠粘劑在高剪切或是低剪切狀態(tài)下的流變特性。擁有以下優(yōu)點(diǎn):樣品量小(<2mL), P1 Peltier plate的快速恒溫，可模仿實(shí)際膠粘劑使用的剪切率變化(to 6000 sec)，測(cè)試時(shí)間快速(< 2 min)。

配備Peltiar溫控裝置的RS-CPS流變儀尤其擅長(zhǎng)于指定剪切率下的快速Q(mào)C測(cè)量。可選配的Pettier plate溫控裝置對(duì)溫度的改變比水浴槽/循環(huán)器要快得多。測(cè)試能力可得到大幅度的增加。

配備槳式轉(zhuǎn)子的RS-CC流變儀在同軸樣品杯內(nèi)測(cè)量用作生物燃料的生物流體在不同剪切條件下的流變特性。通過(guò)模擬生產(chǎn)中泵送期間物料所遇到的情況，可容易地處理懸浮固體，并評(píng)估重要的流動(dòng)特性。

對(duì)于7天24小時(shí)不停運(yùn)轉(zhuǎn)均要求強(qiáng)勁且可靠?jī)x器表現(xiàn)的廠商選型而言，RS-CC流變儀是他們的理想選擇?？蛇x鋸齒狀的轉(zhuǎn)子。RS-CC流變儀遵循DIN和ISO測(cè)試方法，通過(guò)使用Casson分析可確定屈服應(yīng)力和粘稠度。高價(jià)位流變儀的經(jīng)濟(jì)型替代者。

配備DG雙間隙轉(zhuǎn)子的RS-CC流變儀可測(cè)低剪切狀態(tài)下的低粘度((<0.7 Pa.s)的乳制品，覆蓋范圍可從脫脂乳到粘稠奶油。

RS-SST流變儀是遵循ASTM C474標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量石膏工業(yè)中粘接劑的通用選擇。機(jī)型小巧，數(shù)據(jù)以BU單位顯示，且堅(jiān)固的設(shè)計(jì)使得它在實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)均可使用.

配備DG雙間隙轉(zhuǎn)子的RS-CC流變儀在剪切率高達(dá)2500sec下，可測(cè)量各種低粘度的配方( 0.02 Pa.s)。為日常繁忙QC實(shí)驗(yàn)室中各類樣品的側(cè)試提供可靠保障。

開放式平板設(shè)計(jì)的RS-CPS流變儀可輕易完成樣品放置，可容納各類不同的小盤樣品((< 4mL)，并可使用Pettier (P1 )溫控裝置來(lái)獲得快速的溫度控制。在不同從而快速剖析藥品流動(dòng)行為，包括屈服應(yīng)力、蠕變等等這些重要的流變特性。

配備Pettier (P1)的RS-CPS流變儀可應(yīng)用在一系列的工業(yè)行業(yè).包括塑膠和油漆?？商幚韽南”∨浞?0.025 Pa.S)到不流動(dòng)棍糊等廣泛粘度范圍的樣品。超寬的剪切率能力，既可模擬物料的處理過(guò)程(泵送和混合)，又可模擬物料的應(yīng)用 (粉刷和噴涂).

配備Pettier (P2)的RS-CPS流變儀取代了傳統(tǒng)那種在烹飪器皿中等待產(chǎn)品冷卻到室溫再測(cè)量的長(zhǎng)時(shí)間粘度測(cè)試。Pettier裝置可在一分鐘內(nèi)冷卻樣品到25℃,極大地縮短了測(cè)試時(shí)間。

配備槳式轉(zhuǎn)子的RS-SST軟固體測(cè)試儀可測(cè)量各種顆粒聚結(jié)度高達(dá)70%的不同混合物。

在產(chǎn)品研發(fā)方面，可對(duì)產(chǎn)品組分的功能性進(jìn)行研究;研究流變學(xué)可對(duì)原料組分提供質(zhì)量保證;在泵、管道、擠壓機(jī)、混合設(shè)備、均質(zhì)機(jī)、熱交換器等在加工工藝上進(jìn)行流動(dòng)行為監(jiān)控;對(duì)終產(chǎn)品的質(zhì)量及穩(wěn)定性控制;對(duì)產(chǎn)品的連續(xù)性、涂抹性、口感、外觀、質(zhì)構(gòu)等消費(fèi)特性進(jìn)行觀測(cè)，提供生產(chǎn)可行性指導(dǎo)。

·懸浮固體的沉淀

–顏料微粒;裝填物和添加物;果醬和調(diào)料中的食品微粒;

·乳狀液的穩(wěn)定性

–蛋黃醬;曬黑皮膚的洗液;藥膏

·涂布特性

–油漆的刷涂感和流平特性;化妝品的質(zhì)地和在皮膚上的感覺;高速涂布線上的拖尾現(xiàn)象和成球作用

·流掛

–密封劑，填充劑，保護(hù)涂層

·凝膠化

–凝膠化程度

–凝膠強(qiáng)度和在加熱和剪切時(shí)的穩(wěn)定性

·分散特性

–絮凝和凝聚的鑒別

·加工性能

–泵吸，生產(chǎn)線的重新啟動(dòng)，填充

1.剪切率回環(huán)測(cè)試樣品的假塑性和觸變性行為

描述:模仿護(hù)膚霜的應(yīng)用，預(yù)測(cè)其流動(dòng)特性。

材料與方法:

R/S 錐/板流變儀

循環(huán)水浴

50 mm, 1 度的錐轉(zhuǎn)子

Rheo3000 軟件

第一步:剪切率在2分鐘內(nèi)從

0直線增加到100s-1

第二步:剪切率在2分鐘內(nèi)從

100s-1直線減小到0

隨著測(cè)試的進(jìn)行記錄粘度(Pas，x 1,000 = cP)

結(jié)論:這個(gè)產(chǎn)品既是假塑性的(剪切變稀)，也是觸變性的(時(shí)間相關(guān))。

2.剪切應(yīng)力斜坡測(cè)試屈服點(diǎn)

描述:模仿從管中擠出糊狀的產(chǎn)品，預(yù)測(cè)使其流動(dòng)所需的力

材料方法:

R/S 錐/板流變儀

循環(huán)水浴

50 mm, 1 度的錐轉(zhuǎn)子

Rheo3000 軟件

剪切應(yīng)力在2分鐘內(nèi)從0直線增加到200Pa。

在Y軸上記錄剪切率(轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng))，當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)品就達(dá)到了其屈服點(diǎn)。

結(jié)論:

此產(chǎn)品在所選的測(cè)試條件下的屈服點(diǎn)是80Pa。

3.恒定剪切率下的溫度測(cè)試

描述:預(yù)測(cè)溫度增加對(duì)產(chǎn)品粘度的影響

材料方法:

R/S 錐/板流變儀

Peltier加熱

50 mm, 1 度的錐轉(zhuǎn)子

Rheo3000 軟件

轉(zhuǎn)子在5s-1的剪切率下轉(zhuǎn)動(dòng)，

溫度從25 C增加到40 C

在Y1軸上記錄粘度

結(jié)論:此產(chǎn)品的粘度對(duì)溫度是敏感的。這種控溫方式的溫度范圍是0 C to 135 C，可用軟件控制 。

可控制剪切率/剪切應(yīng)力的流變測(cè)試

通過(guò)剪切率變化而獲得相應(yīng)完全的流動(dòng)曲線，可實(shí)現(xiàn)對(duì)物料從初始屈服應(yīng)力到松弛，恢復(fù)和蠕變的流變學(xué)行為評(píng)估.

R/S Plus系列流變儀四種配置可選;

同軸圓柱型(R/S-CC流變儀):適用于小量樣品和寬剪切率范圍的錐/板和板/和板系統(tǒng)，可控制剪切應(yīng)力/剪切率

錐板型(R/S-CPS流變儀):適用于單點(diǎn)QC或完整流變剖析的同軸圓柱DIN幾何結(jié)構(gòu)，可控制剪切應(yīng)力/剪切率

帶槳式轉(zhuǎn)子的軟固體測(cè)試儀(R/S-SST流變儀):軟固體測(cè)試儀適用于膏狀物、漿體和含顆粒物質(zhì)。測(cè)量值為屈服應(yīng)力、剪切模量、恢復(fù)、蠕變

便攜型(RC-1流變儀):實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)使用的便攜式儀器，雙重模式:控制剪切應(yīng)力(需配合電腦使用)、控制剪切率

R/S-CPS Plus流變儀:適用于小量樣品和寬剪切率范圍的錐/板和板/板系統(tǒng)

R/S-CC Plus流變儀:適用于單點(diǎn)QC或完整流變剖析的同軸圓柱DIN幾何結(jié)構(gòu)

R/S-SST Plus流變儀:軟固體測(cè)試儀，適用于膏狀物、漿體和含顆粒物質(zhì)

RC-1 Plus便攜式流變儀:實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)使用的便攜式儀器

Rheo3000軟件:全面提升R/S流變儀的數(shù)據(jù)分析能力

A:控制應(yīng)力型: 使用最多，如德國(guó)哈克(Haake) RS系列、美國(guó)TA的AR系列、英國(guó)Malven、奧地利Anton-Paar的MCR系列，都是這一類型的流變儀。前三家的產(chǎn)品馬達(dá)采用托杯馬達(dá)，托杯馬達(dá)屬于異步交流馬達(dá)，慣量小，特別適合于低粘度的樣品測(cè)試;Anton-Paar的MCR流變儀和美國(guó)TA公司的ARES采用永磁體直流馬達(dá)，但從原理上響應(yīng)速度快，是應(yīng)力型流變儀的一種發(fā)展方向。這一類型的流變儀，采用馬達(dá)帶動(dòng)夾具給樣品施加應(yīng)力，同時(shí)用光學(xué)解碼器測(cè)量產(chǎn)生的應(yīng)變或轉(zhuǎn)速，并在大扭矩測(cè)量方面不會(huì)產(chǎn)生大量的熱，不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)漂移。

控制應(yīng)力的流變儀由于有較大的操作空間，可以連接更多的功能附件。

B:控制應(yīng)變型:只有美國(guó)TA的ARES屬于單純的控制應(yīng)變型流變儀，這種流變儀直流馬達(dá)安裝在底部，通過(guò)夾具給樣品施加應(yīng)變，樣品上部通過(guò)夾具連接倒扭矩傳感器上，測(cè)量產(chǎn)生的應(yīng)力;這種流變儀只能做單純的控制應(yīng)變實(shí)驗(yàn)，原因是扭矩傳感器在測(cè)量扭矩時(shí)產(chǎn)生形變，需要一個(gè)再平衡的時(shí)間，因此反應(yīng)時(shí)間就比較慢，這樣就無(wú)法通過(guò)回饋循環(huán)來(lái)控制應(yīng)力。但奧地利Anton-Paar的MCRxx2系列流變儀采用DSO控制，保證應(yīng)變波形不受影響。

控制應(yīng)變的流變儀由于硬件復(fù)雜，只有幾種功能附件可供選擇。

毛細(xì)管流變儀主要用于高聚物材料熔體流變性能的測(cè)試;工作原理是，物料在電加熱的料桶里被加熱熔融，料桶的下部安裝有一定規(guī)格的毛細(xì)管口模(有不同直徑 0.25~2mm和不同長(zhǎng)度的0.25~40mm)，溫度穩(wěn)定后，料桶上部的料桿在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的帶動(dòng)下以一定的速度或以一定規(guī)律變化的速度把物料從毛細(xì)管口模種擠出來(lái)。在擠出的過(guò)程中，可以測(cè)量出毛細(xì)管口模入口出的壓力，在結(jié)合已知的速度參數(shù)、口模和料桶參數(shù)、以及流變學(xué)模型，從而計(jì)算出在不同剪切速率下熔體的剪切粘度。

實(shí)際上是在實(shí)驗(yàn)型擠出機(jī)的基礎(chǔ)上，配合毛細(xì)管、密煉室、單雙螺桿、吹膜等不同模塊，模擬高聚物材料在加工過(guò)程中的一些參數(shù)，這種設(shè)備相當(dāng)于聚合物加工的小型實(shí)驗(yàn)設(shè)備，與材料的實(shí)際加工過(guò)程更為接近，主要用于與實(shí)際生產(chǎn)接近的研究領(lǐng)域。

這種流變儀有振蕩液滴、振蕩剪切等幾種原理;是流變測(cè)試中最難以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)的一個(gè)領(lǐng)域;還沒(méi)有一種特別好而又通用的方法。