Analisis reologi sampel merupakan bagian mendasar dalam mengembangkan berbagai jenis produk. Tidak seperti viskometer, rheometer sebenarnya dapat mengukur sifat sampel pada laju geser yang sangat rendah, seperti dalam sedimentasi, atau laju geser tinggi yang terlihat pada pemompaan, pencampuran dan aplikasi dan melakukan pengukuran dalam rentang geser yang benar, kita dapat mensimulasikan proses aliran secara memadai dan dengan demikian membedakan produk yang baik dari yang buruk. Rheometer juga dapat menentukan efek penambahan jumlah aditif yang berbeda, atau perubahan proses sehingga dapat digunakan untuk mengoptimalkan formulasi dan produksi suatu produk.
Rheometer tidak hanya mengukur viskositas produk pada suhu kamar, tetapi juga dapat digunakan untuk mengevaluasi viskositas selama profil suhu yang diprogram. Alat ini juga dapat digunakan dengan polimer untuk mengevaluasi kemampuan proses dan suhu transisi gelas. Hasilnya akurat dengan waktu pengujian yang minimal, karena analisis yang telah diprogram sebelumnya dapat dimulai dan dibiarkan berjalan tanpa pengawasan, atau bahkan dalam semalam.
Ikhtisar Metodologi
Rheometer rotasi dapat mengakomodasi banyak sistem pengukuran yang berbeda, meskipun yang paling umum adalah kerucut dan pelat, pelat paralel, silinder koaksial, dan perlengkapan puntir. Dalam kasus kerucut dan pelat atau pelat paralel, sampel dimuat ke pelat bawah datar yang dikontrol suhu dan kerucut atas atau pelat datar diturunkan ke sampel yang menekannya ke dalam ruang yang ditentukan. Setelah memotong sampel yang berlebih, sistem pengukuran bagian atas kemudian digeser ke satu arah (viskometri) atau berosilasi secara rotasi (osilasi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 di bawah).
Viskometri dapat digunakan untuk menyelidiki tegangan luluh, yaitu tegangan yang diperlukan untuk memulai aliran sampel, mensimulasikan proses geser, mengukur stabilitas geser, atau menganalisis perubahan viskositas dengan suhu. Uji osilasi biasanya menyelidiki struktur viskoelastik sampel tanpa merusaknya. Awalnya, sapuan amplitudo dijalankan untuk menentukan bagaimana large osilasi sampel dapat bertahan sebelum strukturnya rusak, hal ini dikenal sebagai Wilayah Viskoelastik Linier (LVER)Pada LVER, tegangan yang diberikan tidak cukup untuk menyebabkan kerusakan struktural (yielding) pada struktur dan oleh karena itu, sifat-sifat mikro-struktural yang penting diukur. wilayah viskoelastik linier. Setelah daerah viskoelastik linier ditentukan, sapuan frekuensi, sapuan waktu, atau sapuan suhu dapat dilakukan untuk menyelidiki bagaimana struktur viskoelastik dan viskositas berubah dalam kondisi dinamis.
Dengan rheometer kapiler Rosand, sampel dimasukkan ke dalam laras silinder yang telah diatur sebelumnya pada suhu uji yang diperlukan. Piston yang dikontrol servo-drive kemudian digunakan untuk mengeluarkan bahan sampel melalui slot silinder atau persegi panjang yang dipasang di ujung laras dengan serangkaian kecepatan yang sangat terkontrol (laju aliran volumetrik). Penurunan tekanan di seluruh cetakan terus dipantau dan diukur dengan transduser tekanan yang ditempatkan tepat di atas cetakan. Potongan ditunjukkan pada Gambar 1. Rheometer kapiler Rosand dapat mengakomodasi berbagai macam transduser tekanan dan cetakan, menjadikannya serbaguna untuk mengukur spektrum luas jenis sampel. Viskositas sampel yang umum dapat berkisar dari tinta ink jet hingga sampel karet modulus tinggi yang sangat terisi. Kisaran suhu instrumen standar umumnya dari ambien hingga 400°C (dengan pendinginan kriogenik dan suhu maksimum 500°C sebagai opsi).
Rheometer kapiler dapat digunakan untuk menghasilkan viskositas geser, viskositas ekstensional, dan pengukuran elastisitas. Selain itu, terdapat modul untuk uji degradasi termal, uji aliran-tanpa-aliran, uji suhu volume tekanan (PVT), pengangkutan (pemintalan serat), RelaksasiKetika regangan konstan diterapkan pada senyawa karet, gaya yang diperlukan untuk mempertahankan regangan tersebut tidak konstan tetapi berkurang seiring waktu; perilaku ini dikenal sebagai relaksasi tegangan. Proses yang bertanggung jawab atas relaksasi tegangan dapat bersifat fisik atau kimiawi, dan dalam kondisi normal, keduanya akan terjadi pada waktu yang sama. relaksasi tegangan, analisis selip dinding, dan lainnya.
Menghasilkan Kurva Aliran Viskositas
Uji geser konstan dirancang untuk menyelidiki hubungan antara tegangan geser dan laju geser untuk suatu material, dengan viskositas geser sebagai rasio dari kedua parameter tersebut. Rutinitas pengujian melibatkan pra-pengaturan suhu pengujian, kemudian memuat sampel dengan pemadatan berkala untuk memastikan pengisian yang seragam untuk mengurangi rongga dan jebakan udara. Pemuatan sampel diikuti dengan pemampatan pra-pengujian lebih lanjut untuk memastikan sampel terde-aerasi sebanyak mungkin dan dipadatkan sepenuhnya. Serangkaian kecepatan piston diskrit (laju geser) dipilih pada rentang laju geser yang diinginkan dan sampel diekstrusi hingga kesetimbangan tekanan terdeteksi pada setiap kecepatan. Tekanan dipantau selama pengujian dan tegangan geser dihitung pada setiap titik data yang dikumpulkan. Untuk memastikan hasil yang akurat dari sifat aliran yang sebenarnya dari sampel, pengguna memiliki opsi untuk menerapkan hingga dua koreksi yang terkait dengan kesalahan tekanan masuk dan aliran Non-NewtonianFluida non-Newtonian adalah fluida yang menunjukkan viskositas yang bervariasi sebagai fungsi dari laju geser atau tegangan geser yang diterapkan.non-Newtonian.