19.09.2023 by Milena Riedl
Zasada działania reometrów kapilarnych
Reometry kapilarne są tradycyjnie stosowane do pomiaru lepkości i elastyczności materiałów lepkich przy wysokich prędkościach ścinania. W tym artykule i filmie Natalie Rudolph (PhD) wyjaśnia zasadę działania, parametry i ich zależności reometru kapilarnego.
W poprzednim artykule na blogu dotyczącym reometrii kapilarnej odpowiedzieliśmy na ważne pytanie, dlaczego istnieje potrzeba stosowania reometru kapilarnego, jakie parametry można mierzyć i do jakich celów można je wykorzystać.
Natalie Rudolph (PhD) wyjaśnia zasadę działania, parametry i ich zależności reometru kapilarnego w poniższym filmie.
Jak wygląda charakterystyczna krzywa przepływu lepkości?
Dla każdej zastosowanej prędkości tłoka na próbkę nakładana jest szybkość ścinania (zależna od średnicy matrycy). Ciśnienie równowagi jest rejestrowane dla każdej prędkości tłoka w celu obliczenia lepkości ścinania. Lepkość ścinania jest obliczana na podstawie prędkości i ciśnienia panującego przy różnych prędkościach ścinania.
Większość próbek (zwłaszcza polimerów) ma charakterystyczną krzywą przepływu lepkości. W obszarze zerowego ścinania lepkość jest niezależna od szybkości ścinania. Dzieje się tak przy niskich szybkościach ścinania, ponieważ odkształcenie nie jest large wystarczające do rozłączenia długich łańcuchów polimerowych. Obszar rozrzedzania ścinaniem opisuje obszar, w którym lepkość nadal maleje wraz ze wzrostem szybkości ścinania. Gdy łańcuchy polimerowe są wydłużone i rozciągnięte do maksymalnego stopnia, zwiększone ścinanie nie może dalej zmniejszać lepkości. Jest to tak zwany obszar nieskończonej lepkości.
W celu uzyskania dokładnych krzywych lepkości wymagane jest zrozumienie czynników wpływających na wyniki pomiarów. Czynniki te mogą być oparte na konfiguracji, ale także na właściwościach materiału, takich jak samo zachowanie przy rozrzedzaniu ścinającym.
Korekty Bagley i Rabinowitsch
W filmie dr Rudolph szczegółowo wyjaśnia zarówno korektę Bagleya, jak i Rabinowitscha oraz demonstruje ich znaczenie. Korekta BagleySystemy wysokociśnieniowych reometrów kapilarnych Rosand umożliwiają kontrolowane wytłaczanie (przez przepływ objętościowy) próbki przez precyzyjną matrycę o znanych wymiarach. Umożliwia to scharakteryzowanie właściwości przepływu materiału, zazwyczaj w warunkach wysokiej siły (lub ciśnienia) i/lub wysokiej szybkości ścinania. Korekta Bagley'a jest wymagana ze względu na typowe warunki przepływu materiału tłoczonego z większego zbiornika do matrycy smaller. Korekta RabinowitschaKorekta Rabinowitscha (lub Weissenberga-Rabinowitscha) jest stosowana w celu uzyskania dokładniejszych wartości szybkości ścinania z materiałów nienewtonowskich mierzonych przy użyciu techniki przepływu kapilarnego.Korekta Rabinowitscha jest najważniejsza w przypadku materiałów nienewtonowskich, takich jak polimery.
W przyszłym tygodniu podzielimy się szczegółami na temat RH 2000 i pokażemy w krótkim uruchomieniu testowym, jak łatwa jest obsługa urządzenia.