Introdução
As propriedades reológicas dos materiais ajudam a entender e a prever seu comportamento durante o processamento. Por exemplo, elas desempenham um papel importante na capacidade de lubrificação, capacidade de bombeamento e ponto de fluxo (rendimento/queda) das graxas lubrificantes.
A medição da viscosidade de cisalhamento de uma graxa lubrificante de acordo com a norma DIN 51810-1 está descrita em nossa AN 222 [1]. A seguir, os pontos de escoamento e rendimento desse material são determinados com o Kinexus pro+ usando as condições de medição estipuladas na norma DIN 51810-2.
Condições de medição
A Tabela 1 resume os parâmetros de teste especificados nessa norma [2]. Dois métodos diferentes são descritos: A varredura de amplitude pode ser controlada por EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão ou deformação, correspondendo aos métodos A e B, respectivamente. Neste trabalho, ambos os métodos são empregados.
Tabela 1: Condições de medição
| Tipo de medição | Oscilação | |
| Geometria | PP25 (Sistema de placas paralelas, diâmetro: 25 mm) | |
| Temperatura de medição | 25°C (±0,1°C) | |
| Espaço de corte | 1.025 mm | |
| Espaço de medição | 1 mm | |
| Frequência | 1.59 Hz (corresponde a uma frequência angular ω = 10 rad/s) | |
| Método A: Varredura de deformação de amplitude | 0.01 a 100% | |
| Método B: Varredura de EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de amplitude | 0 a 1.000 Pa | |
Resultados da medição
A Figura 1 mostra as curvas do módulo de cisalhamento elástico e viscoso G' e G" junto com a curva do ângulo de fase durante a varredura de deformação de amplitude. Em baixas deformações, a graxa está na faixa viscoelástica linear (Região viscoelástica linear (LVER)No LVER, as tensões aplicadas são insuficientes para causar ruptura estrutural (cedência) da estrutura e, portanto, importantes propriedades microestruturais estão sendo medidas.LVER), conforme observado no platô das curvas de módulo de cisalhamento. Aqui, os valores de G' e G" são constantes, pois a EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de cisalhamento e a deformação de cisalhamento são proporcionais; as deformações aplicadas não levam a uma quebra da estrutura da amostra. Nessa faixa, o componente elástico é maior do que o viscoso, de modo que as propriedades do tipo sólido predominam sobre as propriedades do tipo líquido da graxa lubrificante para as condições de medição selected. Esse comportamento também pode ser observado na curva do ângulo de fase, que é menor que 45° (consulte a descrição do ângulo de fase na caixa verde).
A partir de uma deformação de 0,1%, a curva do Módulo elásticoO módulo complexo (componente elástico), módulo de armazenamento ou G', é a parte "real" das amostras, o módulo complexo geral. Esse componente elástico indica a resposta do tipo sólido, ou em fase, da amostra que está sendo medida. módulo de elasticidade (vermelho) começa a diminuir. Esse efeito está relacionado ao início da quebra da estrutura associada (interna) da amostra e indica o fim da Região viscoelástica linear (LVER)No LVER, as tensões aplicadas são insuficientes para causar ruptura estrutural (cedência) da estrutura e, portanto, importantes propriedades microestruturais estão sendo medidas.LVER (Linear Viscoelastic Region, Região viscoelástica linear (LVER)No LVER, as tensões aplicadas são insuficientes para causar ruptura estrutural (cedência) da estrutura e, portanto, importantes propriedades microestruturais estão sendo medidas. região viscoelástica linear). O limite dessa faixa é definido como ponto de escoamento ou também limite de linearidade no qual a deformação de cisalhamento (γY) e a EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de cisalhamento (σY) podem ser determinadas (consulte a tabela 2).
Um aumento adicional na EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão leva a um cruzamento de G' e G". Esse ponto pode ser definido como o ponto de fluxo da graxa lubrificante. A deformação de cisalhamento e a tensão de cisalhamento relacionadas são chamadas de γF e σF, respectivamente. Se forem aplicadas ao material deformações superiores ao ponto de fluxo, ele começará a fluir para as condições de medição selected, ou seja, para a frequência usada.
O índice de escoamento é definido como σF/σγ. Esse valor fornece informações sobre a fragilidade da graxa lubrificante. Nesse caso, ele é muito maior que 1, mostrando que a graxa apresenta um comportamento duradouro. A Tabela 2 resume todos os valores determinados com a medição da graxa.
Ângulo de fase
O ângulo de fase é uma medida real das propriedades viscosas e elásticas de um material. Ele varia de 0° para um material totalmente elástico a 90° para um material totalmente viscoso.
Tabela 2: Avaliação da medição
Ponto de fluxo = Ponto de cruzamentoEm testes reológicos, como uma varredura de frequência ou uma varredura de tempo/temperatura, o ponto de cruzamento é um ponto de referência conveniente para indicar um ponto de "transição" da amostra.ponto de cruzamento da curva de G' e G" | Valor da tensão de cisalhamento | σF | 597 Pa |
| Valor da deformação de cisalhamento | γF | 17.8% | |
Ponto de escoamento = limite da faixa Região viscoelástica linear (LVER)No LVER, as tensões aplicadas são insuficientes para causar ruptura estrutural (cedência) da estrutura e, portanto, importantes propriedades microestruturais estão sendo medidas.LVER | Valor da tensão de cisalhamento | σγ | 27.3 Pa |
| Valor da deformação de cisalhamento | γγ | 0.06% | |
Índice de transição entre escoamento e fluxo | σF/σγ | 22 | |
Módulo de cisalhamento elástico | G' | 4.37-104 Pa | |
Módulo de cisalhamento viscoso | G" | 6.73-103 Pa | |
Ângulo de fase | δ | 8.76 |
Conforme exibido na figura 2, o software rSpace é capaz de fornecer uma avaliação automática dos valores necessários assim que a medição é concluída.
A Figura 3 exibe as curvas resultantes da medição da varredura de tensão de amplitude (método B descrito na norma DIN 51810-2).
A deformação induzida pela tensão de cisalhamento aplicada também pode ser exibida no eixo x para melhor comparação das curvas (figura 4). Isso mostra a boa repetibilidade das medições.
Conclusão
Os testes de acordo com a segunda parte da norma DIN51810 foram realizados em uma graxa lubrificante. A avaliação subsequente para a determinação do rendimento e do ponto de fluxo foi realizada automaticamente pelo software rSpace.