流變儀是一種用于測量流體,半固體和固體的粘彈性的儀器。它還可以測量各種剪切速率或剪切應(yīng)力的粘度。流變儀使用旋轉(zhuǎn)幾何形狀來測量粘彈性質(zhì)。
旋轉(zhuǎn)流變儀一般由測量頭、控溫系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)四部分組成,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)流變儀的重要部件,轉(zhuǎn)子的選擇對于實際應(yīng)用至關(guān)重要。旋轉(zhuǎn)流變儀的轉(zhuǎn)子大致可分為同軸圓筒轉(zhuǎn)子、平行板轉(zhuǎn)子、平錐板轉(zhuǎn)子、槳葉轉(zhuǎn)子、可拋型轉(zhuǎn)子及其它轉(zhuǎn)子系統(tǒng)六大類。今天我們?yōu)榇蠹医榻B下常用的平行板轉(zhuǎn)子和平錐板轉(zhuǎn)子。
平行板轉(zhuǎn)子由上板和下板組成,適用于難清洗或中、高黏度的液體、膏體、半固體類樣品。平行板的間距可以根據(jù)樣品特性和測試要求進行調(diào)節(jié),可適用于含有一定顆粒物的樣品測試,顆粒物粒徑應(yīng)小于上下板間距的三分之一;還可通過減小間距抑制樣品的二次流動。平行板結(jié)構(gòu)可以方便的添加各種光學(xué)附件,輕松實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)流變儀與紅外光譜儀、拉曼光譜儀、紫外光源等進行聯(lián)用。
平行板轉(zhuǎn)子有不同尺寸可選,可根據(jù)黏度和模量的計算公式計算適用的轉(zhuǎn)子尺寸,或者根據(jù)轉(zhuǎn)子自身參數(shù)信息進行選擇,一般待測樣品黏度越大,選擇的轉(zhuǎn)子直徑越小。
平錐板轉(zhuǎn)子與平行板轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)和用途上都非常接近,平錐板轉(zhuǎn)子有不同尺寸和錐度可選,可根據(jù)相應(yīng)公式計算適用的轉(zhuǎn)子,或者根據(jù)遵循的標(biāo)準(zhǔn)或測試需求進行選擇。
平錐板轉(zhuǎn)子和平行板轉(zhuǎn)子有以下幾點區(qū)別值得注意:
1、平錐板轉(zhuǎn)子所需測試的樣品量是所有轉(zhuǎn)子中少的,低至幾十微升,對于珍惜樣品尤為重要,如生物流體和實驗室合成的少量聚合物等;
2、平錐板轉(zhuǎn)子在測試時的流場是均勻的,同樣轉(zhuǎn)速下樣品內(nèi)不存在剪切速率梯度,在確定流變學(xué)性質(zhì)時,不需要對流動動力學(xué)作任何假設(shè);
3、平錐板轉(zhuǎn)子的間距是固定值,依據(jù)其尺寸和錐度有不同規(guī)定,一般規(guī)定值都比較小,所以不適合測試含有顆粒物的樣品;
4、在做變溫測試時,轉(zhuǎn)子本身的熱脹冷縮可能會使間距產(chǎn)生一定改變,由于平錐板轉(zhuǎn)子要求精確的固定間距,所以一般不適用于變溫測試,這時候可選擇平行板轉(zhuǎn)子進行測試。對于帶有熱間隙補償功能的流變儀,兩種轉(zhuǎn)子都可以用。