Jak ovlivňuje schnutí barev jejich reologické vlastnosti? Imobilizační buňka

Úvod

Imobilizační buňka se používá s rotačním reometrem Kinexus k charakterizaci reologických vlastností barvy nebo nátěru při jejich sušení na podkladu. Taková zkouška je užitečná pro stanovení vlivu

Obsahu pevných látek
Pórovitosti nátěrového substrátu
Tloušťky nátěrového substrátu
Přísad zadržujících vodu
Aplikovaného poklesu tlaku

na reologické vlastnosti materiálu.

Na obrázku 1 je znázorněn systém imobilizační buňky.

Schéma systému imobilizační cely zobrazující součásti, jako je upínací kroužek, silikonový těsnicí kroužek a vakuové nastavení pro analýzu. — 1) Systém imobilizačních buněk

Měření se provádí tak, že se vzorek umístí na podložku umístěnou na porézním slinutém disku a pod ním se vytvoří vakuum, které zahájí proces odvodňování. Lze použít horní geometrii (kužel nebo deska) o průměru až 45 mm a měření v reálném čase za rotace (viskozimetrie) pro charakterizaci kinetiky imobilizace vzorku nebo za oscilace pro zjištění změn viskoelastických vlastností.

Parametry měření

Dále byly měřeny reologické vlastnosti nástěnné barvy během schnutí. V tabulce 1 jsou podrobně uvedeny parametry měření.

Tabulka 1: Parametry měření

Zařízení	Rotační reometr Kinexus ultra+
Typ zkoušky	Oscilace, časový posun
Geometrie	PP40 (deska/deska, průměr: 40 mm)
Mezera na začátku měření	1 mm
Normálová síla během měření	0.5 N
Frekvence	1 Hz
Smyková deformace	0.5%

Poznámky k:

Výběr smykové deformace: Smyková deformace 0,5 % byla zvolena proto, že se nachází v lineární viskoelastické oblasti (Lineární viskoelastická oblast (LVER)Při LVER jsou aplikovaná napětí nedostatečná k tomu, aby způsobila strukturální poruchu (poddajnost) konstrukce, a proto se měří důležité mikrostrukturální vlastnosti.LVER), a nevede tedy k porušení struktury vzorku. To bylo stanoveno pomocí experimentu s amplitudovým rozptylem (výsledky nejsou zobrazeny). Vzorek se samozřejmě během měření mění, protože vysychá, takže se může měnit i jeho Lineární viskoelastická oblast (LVER)Při LVER jsou aplikovaná napětí nedostatečná k tomu, aby způsobila strukturální poruchu (poddajnost) konstrukce, a proto se měří důležité mikrostrukturální vlastnosti.LVER. Pohled na křivku harmonického zkreslení ukázal, že vzorek zůstal během celého měření v Lineární viskoelastická oblast (LVER)Při LVER jsou aplikovaná napětí nedostatečná k tomu, aby způsobila strukturální poruchu (poddajnost) konstrukce, a proto se měří důležité mikrostrukturální vlastnosti.LVER.

Normálová síla působící během měření: Pro zkoušku byla zvolena mezera 1 mm, ale aby se zohlednilo smrštění, které se očekávalo v důsledku vysychání vzorku, byla použita normálová síla small, aby se zajistilo, že se při změně mezery během zkoušky zachová kontakt mezi horní deskou a vzorkem. Tato technika zabránila vyhození vzorku, protože udržování normálové síly vedlo ke zmenšení velikosti mezery odpovídající smršťování vzorku.

LVER - Lineární viskoelastický rozsah

lVER je amplitudový rozsah, ve kterém jsou deformace a napětí úměrné.
V Lineární viskoelastická oblast (LVER)Při LVER jsou aplikovaná napětí nedostatečná k tomu, aby způsobila strukturální poruchu (poddajnost) konstrukce, a proto se měří důležité mikrostrukturální vlastnosti.LVER jsou aplikovaná napětí (nebo deformace) nedostatečná k tomu, aby způsobila strukturní poruchu struktury, a proto se měří mikrostrukturní vlastnosti.

Harmonické zkreslení

V rámci Lineární viskoelastická oblast (LVER)Při LVER jsou aplikovaná napětí nedostatečná k tomu, aby způsobila strukturální poruchu (poddajnost) konstrukce, a proto se měří důležité mikrostrukturální vlastnosti.LVER je frekvence vstupních kmitů stejná jako frekvence výstupních kmitů. Za hranicí Lineární viskoelastická oblast (LVER)Při LVER jsou aplikovaná napětí nedostatečná k tomu, aby způsobila strukturální poruchu (poddajnost) konstrukce, a proto se měří důležité mikrostrukturální vlastnosti.LVER dochází k harmonickému zkreslení. Vstupní kmitání se rozpadá na vyšší (tj. harmonické) frekvence odezvy. Jak se napětí dostává mimo Lineární viskoelastická oblast (LVER)Při LVER jsou aplikovaná napětí nedostatečná k tomu, aby způsobila strukturální poruchu (poddajnost) konstrukce, a proto se měří důležité mikrostrukturální vlastnosti.LVER, harmonické zkreslení se zvyšuje. To lze snadno zobrazit v softwaru NETZSCH rSpace .

Graf zobrazující vztah mezi rychlostí smyku (γ̇) a skladovatelností (G') a ztrátovým modulem (G'') se zvýrazněním úrovní harmonického zkreslení.

Výsledky měření

Obrázek 2 zobrazuje komplexní tuhost a mezeru naměřenou během schnutí nátěru stěny.

Po jednominutové ekvilibraci, při níž bylo použito kmitání bez vakua, byla zapnuta vývěva a zahájeno vysoušení barvy. To mělo za následek zvýšení komplexního modulu tuhosti o tři dekády. Komplexní tuhost a mezera během vysychání barvy 2(tuhost) během 11 minut, zatímco vzorek se smrskl o více než 10 %. Po uplynutí této doby se Komplexní modulKomplexní modul se skládá ze dvou složek, a to z modulu skladovatelnosti a modulu ztrát. Skladovací modul (neboli Youngův modul) popisuje tuhost a ztrátový modul popisuje tlumicí (neboli viskoelastické) chování příslušného vzorku pomocí metody dynamické mechanické analýzy (DMA). komplexní modul i mezera ustálily na plošině, což naznačuje konec procesu sušení.

Graf znázorňující měření komplexního modulu smykového odporu a mezery během schnutí barvy, který ukazuje trendy v čase a aktivaci čerpadla. — 2) Komplexní tuhost a mezera při schnutí barvy

Ukázku nastavení imobilizační buňky si můžete prohlédnout v tomto videu: Jak používat imobilizační buňku