Hur påverkas färgens reologiska egenskaper av att den torkar? Den immobiliserande cellen

Inledning

Immobiliseringscellen används tillsammans med Kinexus rotationsreometer för att karakterisera de reologiska egenskaperna hos en färg eller beläggning medan den torkar på ett substrat. Ett sådant test är användbart för att bestämma effekterna av

• Innehåll av fasta ämnen
• Porositet hos beläggningssubstratet
• Tjockleken på beläggningssubstratet
• Vattenhållande tillsatser
• Applicerat tryckfall

på de reologiska egenskaperna hos ett material.

Figur 1 visar Immobilization Cell-systemet.

En mätning görs genom att placera provet på ett substrat som är placerat på en porös sintrad skiva och ett vakuum appliceras undertill för att initiera avvattningsprocessen. En övre geometri (kon eller platta) på upp till 45 mm i diameter kan användas och realtidsmätningar görs i rotation (viskometri) för att karakterisera provets immobiliseringskinetik, eller oscillation för att upptäcka förändringar i de viskoelastiska egenskaperna.

Mätning av parametrar

I det följande mäts de reologiska egenskaperna hos en väggfärg under torkning. I tabell 1 anges mätparametrarna i detalj.

Tabell 1: Mätningsparametrar

Anmärkningar om:

Val av skjuvtöjning: Skjuvtöjningen på 0,5% valdes eftersom den ligger i det linjära viskoelastiska området (Linjär viskoelastisk region (LVER)I LVER är de pålagda spänningarna otillräckliga för att orsaka strukturell nedbrytning (yielding) av strukturen och därför mäts viktiga mikrostrukturella egenskaper.LVER) och därmed inte leder till en nedbrytning av provets struktur. Detta fastställdes med hjälp av ett amplitudsvepningsexperiment (resultaten visas inte). Naturligtvis förändras provet under mätningen eftersom det torkar, så att dess Linjär viskoelastisk region (LVER)I LVER är de pålagda spänningarna otillräckliga för att orsaka strukturell nedbrytning (yielding) av strukturen och därför mäts viktiga mikrostrukturella egenskaper.LVER också kan förändras. En titt på den harmoniska distorsionskurvan visade att provet låg kvar i Linjär viskoelastisk region (LVER)I LVER är de pålagda spänningarna otillräckliga för att orsaka strukturell nedbrytning (yielding) av strukturen och därför mäts viktiga mikrostrukturella egenskaper.LVER under hela mätningen.

Den normalkraft som appliceras under mätningen: Ett mellanrum på 1 mm valdes för testet, men för att ta hänsyn till den krympning som förväntades från torkningen av provet applicerades en normalkraft på small för att säkerställa att kontakten bibehölls mellan den övre plattan och provet med förändringen i mellanrummet under testet. Denna teknik förhindrade att provet slungades ut eftersom bibehållandet av en normalkraft resulterade i att minskningen av spaltstorleken motsvarade provets krympning.

Resultat av mätning

Figur 2 visar den komplexa styvheten och gapet som uppmättes under torkningen av väggfärgen.

Efter en jämviktsperiod på 1 minut, då en oscillation applicerades utan vakuum, kopplades pumpen på och avvattningen av färgen påbörjades. Detta resulterade i en ökning av den komplexa modulen med tre decimaler. Komplex styvhet och gap under färgtorkning 2(styvhet) inom 11 minuter, medan provet krympte med mer än 10%. Efter denna tid nådde både komplexmodulen och gapet en platå, vilket indikerar att torkningsprocessen är avslutad.

I den här videon kan du se en demonstration av hur du ställer in immobiliseringscellen: Hur man använder immobiliseringscellen