08.01.2024 by Dr. Shona Marsh
استخدام علم الريولوجيا لصياغة مواد أسرع وأذكى للمواد
غالبًا ما يُنظر إلى علم الريولوجيا على أنه تخصص نظري ورياضي للغاية ولكن في الواقع، له أهمية عملية حقيقية في تحديد السلوك الريولوجي لمجموعة واسعة من المواد بما في ذلك البوليمراتوالأسفلتومستحضرات التجميلوالأطعمةوالدهانات والأحبار والدم وغيرها الكثير.
علم الري ولوجيا موجود في كل مكان حولنا ونحن نجري باستمرار اختبارات الريولوجيا في كل مرة نطبق فيها قوة على إحدى هذه المواد، من أجل تشويهها أو جعلها تتدفق بالمعدل المطلوب، سواء كان ذلك في عصر معجون الأسنان أو دهن الأسمنت أو مضغ الطعام. إن نسبة القوة المطبقة (الإجهاد) إلى التشوه المقاس (الانفعال) أو معدل التدفق (معدل الانفعال) هي ما يحكم هذا السلوك وترتبط بخصائص المادة الانسيابية مثل المعامل (الإجهاد/الإجهاد) أو اللزوجة (معدل الإجهاد/الانفعال)، والتي يمكن أن تساعد معرفتها في التنبؤ بكيفية تصرف حجم المادة تحت قوة أو تشوه معين.
نحن نقيِّم المعامل أو المرونة أو اللزوجة النوعية لمادة ما من خلال حواسنا عندما نلمس المادة جسديًا.
ومع ذلك، فإننا نقوم أيضًا بإجراء تقييمات انسيابية نوعية من خلال النظر، على سبيل المثال، يمكننا في كثير من الأحيان معرفة الاختلافات في الخواص الانسيابية لعينتين مختلفتين من الكاتشب من خلال طريقة وضعهما على الطبق. هذه التقييمات ذاتية ولا يمكن في معظم الحالات قياسها كمياً إلا من خلال درجة لوحة مقارنة قد تصنف المنتجات المختلفة حسب السُمك والالتصاق والالتصاق وما إلى ذلك.
وفي حين أن هذه التقييمات مهمة، خاصةً في صناعات الأغذية والعناية الشخصية، إلا أنها غير عملية إلى حد ما في المراحل الأولى من تطوير المنتج حيث غالبًا ما يكون هناك عدد كبير من التركيبات المرشحة. ولذلك، فإن المقاييس الموضوعية التي ترتبط بشكل موثوق بالجوانب الرئيسية لأداء المنتج ذات قيمة كبيرة.
يمكن الحصول على مثل هذه المقاييس الموضوعية باستخدام قياس الانسيابية، وخاصةً قياس الانسيابية الدورانية، حيث يمكن قياس كل من اللزوجة وخصائص اللزوجة المرنة للمواد المعقدة في ظل ظروف ذات صلة بالتطبيق أو العملية محل الاهتمام. إن مفتاح الاستخدام الناجح لعلم الريولوجيا هو تحديد المعلمات ذات الصلة التي ترتبط مباشرةً بجانب الأداء. يتطلب ضمان الملاءمة النظر بعناية في المسائل التالية:
- ما الاختبار الذي يجب أن أطبقه؟
- ما هي المعلمات الريولوجية التي يجب قياسها؟
- ما هي شروط الاختبار التي ينبغي تطبيقها؟
- كيف يمكنني تفسير النتائج الناتجة؟
- ماذا تعني البيانات؟
ليس من السهل دائمًا الإجابة على مثل هذه الأسئلة، ولهذا السبب تم إيلاء اعتبار كبير عند تطوير منصة Kinexus Prime rheometer، حيث كان الهدف هو جعل الاختبار الريولوجي في متناول المبتدئين مع توفير الوظائف المتقدمة والمرونة للمستخدم الخبير. وقد تحقق ذلك من خلال برنامج rSpace الذي يستخدم نهج إجراءات التشغيل القياسية (SOP) والذكاء المدمج لتوفير الدعم خلال كل جانب من جوانب عملية القياس؛ من خلال تحميل العينة والقياس والتحليل وتفسير النتائج. بالإضافة إلى جميع الاختبارات الانسيابية القياسية، هناك أيضًا مجموعة من قياسات rSolution المخصصة لقياس الأداء المعياري وخصائص المواد فيما يتعلق بالقوام وسلوك الانتشار وإجهاد الخضوع وخصائص تسليم المنتج واستقرار التركيب وحتى اختبار التثبيت.
وباختصار، فإن الريولوجيا هي أداة عملية ومهمة للتركيبات يمكن أن تعطي نظرة ثاقبة مهمة في البنية المجهرية للمنتج وأدائه. إن معرفة الاختبار الذي يجب تطبيقه وكيفية إجراء القياسات ذات الصلة هو مفتاح النجاح، وهو أمر يمكن لمتخصصي الريولوجيا في NETZSCH المساعدة فيه.
تعرف على المزيد عن مجموعة منتجاتنا الكبيرة من أجهزة قياس الانسيابية الشعرية والدورانية:
