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干貨| Joe Flow的流變學(xué)小課堂⑤

干貨| Joe Flow的流變學(xué)小課堂⑤
安東帕  2020-01-02  |  閱讀:1308
錐板,、平板和同軸圓筒,?選擇的煩惱!

由于現(xiàn)在流變儀用戶通常會擁有多個測試夾具,,可以從流變專業(yè)角度表征大部分材料,。但是,選擇正確的測夾具應(yīng)該遵循什么標(biāo)準(zhǔn)呢,?

選擇最合適的測試系統(tǒng),,需要考慮下列問題:

  • 樣品稠度如何?位于流變之路的哪一段,?

  • 有無顆粒,,粒徑大小,?

  • 樣品量有多少,?

  • 容不容易清洗?

  • 樣品發(fā)生沉降或溶劑是否揮發(fā),?

  • 不同測試系統(tǒng)的優(yōu)缺點,?


樣品稠度?


表1 給出了從低粘度液體到固體不同材料的總覽和大致分類,。每一列給出最通用測試類型和推薦測試夾具。

樣品粘度越低,,測試轉(zhuǎn)子的表面積應(yīng)該要越大,。

低粘度樣品通常使用同軸圓筒測試系統(tǒng)測試。在高剪切速率下,,離心力導(dǎo)致測試間隙中產(chǎn)生湍流(Taylor 旋渦),,使得表觀粘度增加。因此,,不應(yīng)該超過臨界剪切速率,。

我們的推薦:越是粘性的材料,更應(yīng)該采用類似錐板或平板測試夾具,。

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有無顆粒,,粒徑大小,?

測試系統(tǒng)的選擇也依賴于樣品中顆粒的最大粒徑,。測試間隙應(yīng)該足夠大,保證顆粒之間無互相干擾,。因此,,測試間隙應(yīng)該至少大于最大粒徑的5 倍(10 倍更好)。

這對錐板夾具更為關(guān)鍵,為防止錐和底板發(fā)生摩擦,,在錐頂端打磨掉一定的高度,,成為平臺。圖2 顯示通用錐板的間隙值,。

如果樣品中含有顆粒,,會在頂端發(fā)生聚集,產(chǎn)生不真實的結(jié)果,。

如果樣品中包含大顆粒,,應(yīng)該使用平行板夾具,。測量間隙可以根據(jù)需要設(shè)定(推薦: 0.25 mm ~ 2 mm),。

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有多少樣品可用于測試,?

有時由于只有少量樣品而限制了測試夾具的選擇,,因而無法選擇同軸圓筒測試系統(tǒng),。

這種情況下,推薦使用錐板或平行板夾具,,比如,,只有0.09ml樣品,,可采用CP40-0.3(直徑: 40 mm, 角度: 0.3°),。


清洗是否困難,?

如果測試結(jié)束后測試系統(tǒng)難以清洗,,可更換為平行板或錐板,,同軸圓筒測試系統(tǒng)清洗相對困難,。

所有類型的測試系統(tǒng)都有一次性配件,,可拋棄或者單獨清洗,,一次性配件是固化過程測量所需要的。


樣品是否會沉淀或揮發(fā),?

樣品含有溶劑,,若使用平行板,,錐板或雙間隙系統(tǒng),,樣品可能在邊緣變干,,導(dǎo)致測試的粘度偏高。

因此可能的話,,請使用同軸圓筒系統(tǒng),,即使樣品表面變干,也不影響測試結(jié)果,。

當(dāng)使用錐板和平行板測試系統(tǒng)時,,有以下幾種方法防止樣品揮發(fā)變干:

  • 使用低粘度硅油涂在樣品周圍或表面

  • 使用防揮發(fā)罩,形成溶劑的飽和蒸氣壓

  • 如果使用帕爾貼上控溫罩,,可以使用專用的防揮發(fā)模塊,,達(dá)到最大程度的密封和減少樣品裸露面積。

如果樣品發(fā)生沉降,,由于只測試了液相,,樣品粘度可能偏低,,對此類樣品推薦使用同軸圓筒系統(tǒng)。


不同測試系統(tǒng)的優(yōu)缺點,?


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特殊情況解決方案

如果樣品滑移,應(yīng)該使用磨砂或刻痕夾具,,對挑戰(zhàn)性樣品需要特殊材質(zhì)的夾具,。如果樣品中顆粒粒徑大于1mm,,推薦使用球型系統(tǒng)或槳式轉(zhuǎn)子,。

如果使用特殊系統(tǒng),,每次都采用相同的方法是很重要的,以獲得可以比較的結(jié)果,。


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