旋轉(zhuǎn)流變儀已廣泛應(yīng)用于化工、材料、制藥、食品、新能源等眾多行業(yè),可以用來研究樣品的流動和變形,從流體到柔軟的固體材料均適用,在材料選擇、產(chǎn)品性能評估和質(zhì)量改進(jìn)等方面都可提供重要的信息;常用來測量黏溫曲線、流動曲線、蠕變恢復(fù)曲線、屈服應(yīng)力、觸變性、黏彈性、儲能模量、損耗模量、損耗因子等,是新品開發(fā)、性能預(yù)測、工藝優(yōu)化和質(zhì)量控制的強(qiáng)大工具。
旋轉(zhuǎn)流變儀一般由測量頭、控溫系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)四部分組成,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)流變儀的重要部件,轉(zhuǎn)子的選擇對于實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。流變儀的轉(zhuǎn)子大致可分為同軸圓筒轉(zhuǎn)子、平行板轉(zhuǎn)子、平錐板轉(zhuǎn)子、槳葉轉(zhuǎn)子、可拋型轉(zhuǎn)子及其它轉(zhuǎn)子系統(tǒng)六大類,下面為您介紹幾類轉(zhuǎn)子的選擇要點(diǎn)。
一、 同軸圓筒轉(zhuǎn)子
同軸圓筒轉(zhuǎn)子由內(nèi)筒與外筒組成,接觸表面積大、應(yīng)力靈敏度高,主要用來測量中、低黏度且易清洗的均勻樣品,一般不適用于高黏度樣品、糊劑和含有大顆粒的懸浮液。
根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)的不同,常見有如下三種類型的同軸圓筒轉(zhuǎn)子:
末端尖形同軸圓筒更易浸入較高黏性的樣品中進(jìn)行測試,可一定程度上消除末端效應(yīng)。
末端凹形同軸圓筒放入樣品時,更易捕獲樣品中的氣泡,可有效的消除末端效應(yīng),提高測試的準(zhǔn)確性。此轉(zhuǎn)子不建議進(jìn)行變溫測試,因?yàn)楫?dāng)溫度發(fā)生改變時,轉(zhuǎn)子底部凹面捕獲的氣泡會隨溫度改變而變化,從而影響測試結(jié)果。
雙狹縫同軸圓筒的內(nèi)壁和外壁可同時與樣品接觸,不僅可以有效消除末端效應(yīng),而且增加了與樣品的接觸面積,相比于前兩種同軸圓筒轉(zhuǎn)子,更適于測試低黏度樣品。
每一種同軸圓筒都有不同尺寸可選,可根據(jù)黏度和模量的計算公式計算適用的轉(zhuǎn)子尺寸,或者根據(jù)轉(zhuǎn)子自身參數(shù)信息進(jìn)行選擇,一般待測樣品黏度越低,選擇的轉(zhuǎn)子直徑越大。
同軸圓筒轉(zhuǎn)子選擇時需注意:
1、由于測試樣品量充足,且可以在樣品的上表面添加一層防揮發(fā)液體,所以在測試易揮發(fā)樣品時建議選擇此類轉(zhuǎn)子;
2、不同尺寸的轉(zhuǎn)子,所需測試樣品量不同,一般需要幾毫升到幾十毫升;
3、測試完成后需要清洗轉(zhuǎn)子,根據(jù)樣品性質(zhì)不同耗時不同;
4、此類型轉(zhuǎn)子無法測量di一法向應(yīng)力差。
二、平行板轉(zhuǎn)子
平行板轉(zhuǎn)子由上板和下板組成,適用于難清洗或中、高黏度的液體、膏體、半固體類樣品。平行板的間距可以根據(jù)樣品特性和測試要求進(jìn)行調(diào)節(jié),可適用于含有一定顆粒物的樣品測試,顆粒物粒徑應(yīng)小于上下板間距的三分之一;還可通過減小間距抑制樣品的二次流動。平行板結(jié)構(gòu)可以方便的添加各種光學(xué)附件,輕松實(shí)現(xiàn)流變儀與紅外光譜儀、拉曼光譜儀、紫外光源等進(jìn)行聯(lián)用。
平行板轉(zhuǎn)子有不同尺寸可選,可根據(jù)黏度和模量的計算公式計算適用的轉(zhuǎn)子尺寸,或者根據(jù)轉(zhuǎn)子自身參數(shù)信息進(jìn)行選擇,一般待測樣品黏度越大,選擇的轉(zhuǎn)子直徑越小。
需注意的是在高剪切速率下,測試的樣品可能會被甩出或者發(fā)生滑移。若想避免滑移現(xiàn)象,可選擇防打滑轉(zhuǎn)子或調(diào)整相應(yīng)測試參數(shù)。
三、平錐板轉(zhuǎn)子
平錐板轉(zhuǎn)子與平行板轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)和用途上都非常接近,平錐板轉(zhuǎn)子有不同尺寸和錐度可選,可根據(jù)相應(yīng)公式計算適用的轉(zhuǎn)子,或者根據(jù)遵循的標(biāo)準(zhǔn)或測試需求進(jìn)行選擇?! ∑藉F板轉(zhuǎn)子和平行板轉(zhuǎn)子有以下幾點(diǎn)區(qū)別值得注意:
1、平錐板轉(zhuǎn)子的間距是固定值,依據(jù)其尺寸和錐度有不同規(guī)定,一般規(guī)定值都比較小,所以不適合測試含有顆粒物的樣品;
2、在做變溫測試時,轉(zhuǎn)子本身的熱脹冷縮可能會使間距產(chǎn)生一定改變,由于平錐板轉(zhuǎn)子要求精確的固定間距,所以一般不適用于變溫測試,這時候可選擇平行板轉(zhuǎn)子進(jìn)行測試。對于帶有熱間隙補(bǔ)償功能的流變儀,兩種轉(zhuǎn)子都可以用;
3、平錐板轉(zhuǎn)子所需測試的樣品量是所有轉(zhuǎn)子中少的,低至幾十微升,對于珍惜樣品尤為重要,如生物流體和實(shí)驗(yàn)室合成的少量聚合物等;
4、平錐板轉(zhuǎn)子在測試時的流場是均勻的,同樣轉(zhuǎn)速下樣品內(nèi)不存在剪切速率梯度,在確定流變學(xué)性質(zhì)時,不需要對流動動力學(xué)作任何假設(shè)。
四、槳葉轉(zhuǎn)子
槳葉轉(zhuǎn)子適用于含大顆粒物或不均勻體系的樣品,可在測試過程中有效防止樣品的沉降。轉(zhuǎn)子尺寸根據(jù)樣品性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)的需求進(jìn)行選擇。槳葉轉(zhuǎn)子所測試的黏度為相對黏度。
五、可拋型轉(zhuǎn)子
可拋型轉(zhuǎn)子由連接桿、可拋上板和可拋下板組成,在組裝后與平行板轉(zhuǎn)子外形和使用相類似,一般應(yīng)用于具有固化行為的樣品或難以清理的樣品測試,測試完成后將可拋上板和下板從連接桿上卸下并拋棄即可。
六、其他轉(zhuǎn)子
為了適應(yīng)更多特殊樣品和項(xiàng)目的測試要求,廠家還提供各種特殊轉(zhuǎn)子,比如:測試易打滑樣品的防打滑轉(zhuǎn)子、界面測試的雙錐轉(zhuǎn)子、測試表面結(jié)痂樣品的環(huán)狀轉(zhuǎn)子、高溫高壓測試單元等等,除所說的幾種轉(zhuǎn)子外還有很多選擇。
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