Съвети и трикове
Реология - как да Select подходящата измервателна геометрия
Реометрите могат да измерват вискозитета и вискоеластичността на даден материал чрез прилагане на различни деформации на срязване.
На прост език вискозитетът на даден материал е съпротивлението му на течение, а вискоеластичността може да обясни дали даден материал се държи по-скоро като течност ("вискозен") или като твърдо тяло ("еластичен"). Тази информация може да помогне на учените в областта на научноизследователската и развойната дейност например да определят дали даден интравенозен лекарствен продукт може да бъде инжектиран или перорална доза може да бъде погълната, и дори дали е вероятно да бъде стабилна дисперсия във времето, за да се предотврати предозиране. Той се използва и в средите за контрол на качеството, за да се прецени дали даден материал отговаря или не на важни критерии за ефективност.
Серия Kinexus
Серията реометри Kinexus са водещи в класа си ротационни реометри. Тези реометри притежават персонализиран въздушен лагер, който ги прави изключително чувствителни към small разликите в материалите. Възможностите им за чувствителност към въртящия момент са дори по-добри от еквивалента на изпускане на мигла върху инструмента! Какво означава това на практика? То ви позволява лесно да измервате материали в условия на "покой". Следователно можем да определим дали продуктите ще бъдат стабилни, след като са престояли в бутилка на рафта, т.е. техния срок на годност.
Избор на геометрия
Изборът на измервателна геометрия е целенасочено широк. Целта е да се гарантира, че разполагате с подходящ измервателен инструмент както за вида на изпитването, което искате да извършите, така и за естеството на пробата. Категориите стандартни геометрии са: системи от плочи (паралелни плочи, конус и плочи) и системи от цилиндри (чаши и бобчета).
Паралелни плочи
Тези прости комплекти от плоски горни и долни плочи се предлагат от различни материали, диаметри и повърхностни покрития и са изключително гъвкави.
- Размер - стандартно с диаметър от 4 mm до 60 mm. Тази широка гама от размери е налична, за да се приспособи за различни вискозитети. По-малките геометрии (<25 mm) са подходящи за високовискозни (>10 Pa-s) проби, а по-големите геометрии (>50 mm) са за материали с нисък вискозитет (<0,1 Pa-s).
- Повърхностно покритие - може да бъде гладко, грапаво (пясъкоструйно) или назъбено. Предлагат се различни видове повърхностна обработка, за да се справят с упоритите проби! Емулсиите и суспензиите например могат да бъдат склонни към приплъзване. Това се проявява като понижаване/понижаване на вискозитета по време на измерване на скоростта на срязване. Ако забележите внезапен спад на вискозитета и подозирате приплъзване, преминете към използване на грапава повърхност (вж. фигура 2) за тези проби. За да насърчите материала да тече, осигурете допълнително сцепление, като използвате модифициран интерфейс на повърхността.
- Измервателна междина - може да се промени с паралелни плочи. Тази гъвкава функция означава, че междините могат да се адаптират, за да съответстват на вискозитета на пробите (т.е. по-малки междини за проби с по-нисък вискозитет) и да се постигнат различни скорости на срязване. По-малките пролуки подлагат пробите на по-високи скорости на срязване (при една и съща ъглова скорост), докато по-големите пролуки ще постигнат само по-ниски скорости на срязване. Като компромис за променливата междина при тези измервателни системи се прилага средна скорост на срязване на пробата и следователно резултатите не са абсолютни (както при конусите и плочите). Освен това, като общо правило, ако има частици, select измервателна междина е поне 10 пъти по-голяма от най-големите частици. Това се прави, за да се предотврати засядането на частиците по време на измерването, което ще доведе до артефакти в резултатите.
- Материали - предлаганите стандартни геометрии са изработени от неръждаема стомана (SS316L), която е идеална за повечето лабораторни среди, тъй като е съвместима с широк спектър от видове проби и може лесно да се почиства с разтворители. При някои обстоятелства обаче, когато се работи с киселинни проби, полимерната геометрия може да бъде по-подходяща. Например могат да бъдат избрани геометрии от PEEK и акрил (вж. фигура 3). Допълнителното предимство е, че те са по-леки и следователно са полезни за високочестотни осцилационни измервания на образци с нисък вискозитет. Освен това се предлагат и геометрии от титан, алуминий и хастелоева стомана.
Конуси и чинии
Комбинациите от конус и плоча се състоят от плоска долна плоча с горна конусовидна геометрия и се предлагат в различни материали и повърхностни покрития, напр. грапави, за да се предотврати приплъзването на пробата. Върхът на конуса е пресечен и всички измервания с тези геометрии се извършват при зададено разстояние (автоматично контролирано от софтуера). Това позволява измерване на абсолютния вискозитет, така че където и да се намира пробата върху повърхността на конуса, тя ще бъде подложена на една и съща скорост на срязване - значително предимство пред геометриите с паралелни плочи.
- Ъгли на конуса - горният ъгъл на геометрията може да варира обикновено от 0,5° до 4°. Изборът ви позволява да select изберете конус, за да постигнете различни скорости на срязване. Колкото по-малък е ъгълът на конуса, толкова по-висока е постижимата скорост на срязване. Все пак трябва да се вземе предвид наличието на частици (и техния размер). Конусите и плочите имат фиксирана (номинална) измервателна междина; за конус 1° междината е 30 микрона; 70 микрона за конуси 2° и 150 микрона за 4°. Частиците все пак трябва да са поне 10 пъти по-малки от тези междини, за да се предотврати засядането им във върха на геометрията. Това може да бъде особено ограничение при използването на конуси с дисперсии на частици, като се има предвид small отсечката за подрязване, а геометриите на плочите са по-подходящи за силно напълнени проби, тъй като измервателната междина може да се промени, за да се съобрази с това. Ако няма частици (или има много small частици), тогава не се притеснявайте!
Чаши и бобсове
Геометриите с чашка и шишенце представляват просто долна чашка, в която се поставя пробата, и горна шишенце, което я измерва. Подобно на другите измервателни системи, има опции за повърхностни покрития и различни материали. Те са полезни за проби с по-нисък вискозитет, тъй като имат допълнителна повърхност, която ги прави по-чувствителни. Относително large голямото разстояние между горната бобка и стената на долната чашка е от полза, ако пробите притежават по-големи частици, защото няма да се заклещят. Въпреки това, за материали с нисък вискозитет, които се измерват с по-голяма междина, трябва да се внимава за появата на поток на Тейлър (без срязване), който да повлияе на резултатите. Това може да се открие чрез фалшиво повишаване на вискозитета при по-високи скорости на срязване. Могат да се избират чаши с маркировка за пълнене за по-лесно зареждане на пробите и с подвижно дъно, за да се улесни почистването между измерванията, въпреки че това не е толкова лесно, колкото почистването на долна плоска плоча, така че трябва да се обърне внимание на това колко лесно се почистват вашите проби.
- Повърхностнопокритие - за хлъзгави проби може да се използва и грапава (пясъкоструйна) или изпъкнала (~1 mm квадратни пирамидални "зъбци") чаша и шпула. Ако в пробата има частици и се получава утаяване, спираловидната шпула може да помогне за забавяне/предотвратяване на утаяването на дисперсията по време на измерването на
. Ако дисперсията е много нестабилна, използването на лопатка ще бъде по-ефективно (вж. фигура 1). - Инструменти с лопатки - полезни са за измерване на проби с много деликатна структура, като например пяна или меки твърди вещества с напрежение на течливост, като кисело мляко. Формата на лопатката (вж. фигура 1) е подходяща за нарязване на пробата, без да се нарушава/разрушава твърде много структурата преди измерването (в сравнение с твърдата лопатка).
- Двойна пролука - за проби с изключително нисък вискозитет тези геометрии са добър вариант. Както може да се види (фигура 4), горната част на бобчето е куха, което осигурява допълнителна измервателна повърхност и съответно подобрена чувствителност. Използването на тези геометрии се препоръчва за по-летливи проби при повишени температури поради сравнително large обемните изисквания (за сравнително летливи проби при повишена температура двойната междина трябва да се използва с уловител на разтворител).
Въпроси, които да си зададете
Не съществува твърдо правило за избор на геометрия, тъй като в тази статия се посочват редица фактори, които могат да бъдат от значение. Но когато обмисляте избор на нова проба и геометрия, се запитайте:
Какъв е общият вискозитет на моята проба?
- Ако имате нисък вискозитет, подобен на този на водата, select геометрия с диаметър large конус/плоча или плоча/плоча (>50 mm).
- Ако имате свободно течаща течност (напр. душ гел), добре ще работи геометрия с размер medium(40 мм.)
- Ако имате много твърда, гъста проба (патока), трябва да се избере геометрия small (<40 mm).
- Ако имате проба с много нисък вискозитет или летлива проба, помислете за използване на чаша и боб или двойна междина. За изпаряващи се проби трябва да се използва капан за разтворители.
Имам ли частици в моите проби?
- Ако отговорът е "да", с какъв размер? Измервателната междина трябва да бъде поне 10 пъти по-голяма от най-големия размер на частиците, които могат да се променят за паралелни плочи.
- Системите с чашки и бобчета също трябва да се обмислят, особено за утаяващи се проби, при които циркулиращите бобчета с жлебове са изгодни.
Какъв е съставът на моята проба?
- Склонна ли е моята проба към приплъзване? Емулсиите или концентрираните дисперсии могат да се плъзнат по гладките геометрични форми. Помислете за използване на грапава или назъбена повърхност (за плочи) и грапава или назъбена повърхност (за бобини).
- Има ли моята проба деликатна структура? Лопатъчен инструмент може да се използва върху проби като пяна или меки твърди тела за измерване на границата на провлачане.
- Моята проба е агресивна? Киселинните проби могат да се измерват с полимерни материали от PEEK вместо с тях.
Започнете с тези прости въпроси и прегледайте резултатите си. Kinexus е много снизходителен и предоставя допълнителна информация, за да даде на потребителите увереност, че са избрали правилната геометрия. Неговата интелигентна функция за лесно преминаване към друга геометрия и автоматичното разпознаване ще направят тестването на нови проби забавно и без усилие!