Numunelerin reolojik analizi, birçok ürün türünün geliştirilmesinin temel bir parçasıdır. Viskozimetreden farklı olarak reometre, numune özelliklerini sedimantasyonda olduğu gibi son derece düşük kayma hızlarında veya pompalama, karıştırma ve uygulamada görülen yüksek kayma hızlarında ölçebilir ve doğru kayma aralığında ölçümler yaparak bir akış sürecini yeterince simüle edebilir ve böylece iyi ürünleri kötü olanlardan ayırt edebiliriz. Reometre ayrıca bir katkı maddesinin farklı miktarlarda eklenmesinin veya proses değişikliklerinin etkisini belirleyebilir ve böylece bir ürünün formülasyonunu ve üretimini optimize etmek için kullanılabilir.
Reometre sadece ürünün oda sıcaklığındaki viskozitesini ölçmekle kalmaz, aynı zamanda programlanmış bir sıcaklık profili sırasında viskoziteyi değerlendirmek için de kullanılabilir. Bu, işlenebilirliği ve camsı geçiş sıcaklıklarını değerlendirmek için polimerlerle de kullanılabilir. Önceden programlanmış bir analiz başlatılabildiğinden ve gözetimsiz, hatta gece boyunca çalışmaya bırakılabildiğinden, test için minimum zaman harcanarak sonuçlar doğrudur.
Metodolojiye Genel Bakış
Rotasyonel reometreler birçok farklı ölçüm sistemini barındırabilir, ancak en yaygın olanları koni ve plaka, paralel plakalar, koaksiyel silindirler ve burulma fikstürleridir. Koni ve plaka veya paralel plakalarda, numune sıcaklık kontrollü düz bir alt plakaya yüklenir ve bir üst koni veya düz plaka numunenin üzerine indirilerek tanımlanmış bir alana sıkıştırılır. Fazla numune kırpıldıktan sonra üst ölçüm sistemi ya tek yönde kesilir (viskometri) ya da rotasyonel olarak salınır (aşağıdaki Şekil 1'de gösterildiği gibi salınım).
Viskozimetri, akma gerilimini, yani numune akışını başlatmak için gereken gerilimi araştırmak, bir kesme işlemini simüle etmek, kesme stabilitesini ölçmek veya viskozitenin sıcaklıkla nasıl değiştiğini analiz etmek için kullanılabilir. Salınım testleri genellikle bir numuneyi parçalamadan viskoelastik yapısını araştırır. Başlangıçta, yapı bozulmadan önce numunenin ne kadar large bir salınıma dayanabileceğini belirlemek için bir genlik taraması yapılır, bu Doğrusal Viskoelastik Bölge (LVER)LVER'de, uygulanan gerilimler yapının yapısal bozulmasına (akma) neden olmak için yetersizdir ve bu nedenle önemli mikro-yapısal özellikler ölçülmektedir. doğrusal viskoelastik bölge olarak bilinir. Doğrusal viskoelastik bölge belirlendikten sonra, viskoelastik yapının ve viskozitenin dinamik koşullar altında nasıl değiştiğini araştırmak için bir frekans taraması, zaman taraması veya sıcaklık taraması gerçekleştirilebilir.
Rosand kapiler reometre ile bir numune, gerekli test sıcaklığında önceden ayarlanmış silindirik bir varile yüklenir. Daha sonra servo sürücü kontrollü bir piston, numune malzemesini çok kontrollü bir dizi hızda (hacimsel akış hızı) namlunun ucuna yerleştirilmiş silindirik veya dikdörtgen yarıklı bir kalıptan çıkarmak için kullanılır. Kalıp boyunca basınç düşüşü sürekli olarak izlenir ve kalıbın hemen üzerine yerleştirilen bir basınç transdüseri ile ölçülür. Rosand kapiler reometreleri çok çeşitli basınç transdüserlerini ve kalıplarını barındırabilir, bu da onları geniş bir numune türü yelpazesini ölçmek için çok yönlü hale getirir. Tipik numune viskoziteleri mürekkep püskürtmeli mürekkepten yüksek dolgulu, yüksek modüllü kauçuk numunelere kadar değişebilir. Standart cihazın sıcaklık aralığı genellikle ortamdan 400°C'ye kadardır (kriyojenik soğutma ve opsiyonel olarak 500°C maksimum sıcaklık ile).
Kapiler reometreler kayma viskozitesi, uzama viskozitesi ve elastikiyet ölçümleri üretmek için kullanılabilir. Ayrıca, termal bozunma testleri, akış - akış yok testi, basınç hacim sıcaklığı (PVT) testleri, çekme (elyaf eğirme), gerilme gevşemesi, duvar kayma analizi ve diğerleri için modüller vardır.
Viskozite Akış Eğrisi Oluşturma
Sabit kayma testi, bir malzeme için kayma gerilimi ve kayma hızı arasındaki ilişkiyi araştırmak için tasarlanmıştır; kayma viskozitesi iki parametrenin oranıdır. Test rutini, test sıcaklığının önceden ayarlanmasını, ardından boşlukları ve hava sıkışmasını azaltmak için homojen bir dolgu sağlamak üzere numunenin periyodik sıkıştırma ile yüklenmesini içerir. Numunenin yüklenmesinin ardından, numunenin mümkün olduğunca havasının alındığından ve tamamen sıkıştırıldığından emin olmak için test öncesi sıkıştırmalar yapılır. İlgilenilen kayma hızı aralığında bir dizi ayrı piston hızı (kayma hızı) selected ve numune her hızda basınç dengesi tespit edilene kadar ekstrüde edilir. Test sırasında basınç izlenir ve toplanan her veride kayma gerilimi hesaplanır. Numunenin gerçek akış özelliklerinin doğru sonuçlarını sağlamak için kullanıcı, giriş basıncı ve Newton olmayan akış hatalarıyla ilişkili iki adede kadar düzeltme uygulama seçeneğine sahiptir.