界面流變儀作為一種先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,被廣泛應(yīng)用于測(cè)量材料的流變性質(zhì),如粘度、彈性模量等。這些性質(zhì)對(duì)于理解材料的加工、應(yīng)用和長(zhǎng)期穩(wěn)定性至關(guān)重要。在材料科學(xué)和工程技術(shù)中,流變學(xué)是研究物質(zhì)變形與流動(dòng)的學(xué)科。
1.粘度:材料的粘度反映了其內(nèi)部分子之間的摩擦力,是衡量流動(dòng)性的重要參數(shù)。
2.彈性模量:彈性模量描述了材料在去除外力后恢復(fù)原狀的能力,與材料的剛性有關(guān)。
3.屈服應(yīng)力:屈服應(yīng)力是指材料開始流動(dòng)所需的最小應(yīng)力。
4.蠕變和應(yīng)力松弛:蠕變是指在恒定應(yīng)力下材料形變隨時(shí)間的變化;應(yīng)力松弛是指在恒定應(yīng)變下應(yīng)力隨時(shí)間的變化。
界面流變儀的具體工作方式主要包括以下幾個(gè)方面:
1.模塊化設(shè)計(jì):流變儀采用模塊化設(shè)計(jì),配備了多種附件,如電加熱溫度箱、對(duì)流加熱爐、帕爾帖加熱系統(tǒng)等,以適應(yīng)不同的測(cè)試需求。
2.控制方式:流變儀可以分為應(yīng)力控制型和應(yīng)變控制型。應(yīng)力控制型流變儀(如CMT)采用Searle原理,通常是外筒固定,內(nèi)筒旋轉(zhuǎn);而應(yīng)變控制型流變儀(如SMT)則是外筒旋轉(zhuǎn),內(nèi)筒固定,遵循Couette原理。
3.界面擴(kuò)張流變學(xué):流變儀可以研究界面層的平衡和動(dòng)態(tài)特性,適用于表面活性劑、蛋白質(zhì)、聚合物或微米至納米顆粒的研究。通過界面流變學(xué),可以更好地了解這些物質(zhì)在界面上的特性,以及吸附-解析現(xiàn)象和界面上的相互作用。
4.精確控制:流變儀可以精確控制液滴的體積或面積,并執(zhí)行用戶設(shè)定的正弦變化,包括頻率和振幅。這使得儀器能夠測(cè)量界面的粘彈模量,從而更好地理解界面彈性模量或粘性模量的變化,并將其與泡沫和乳液的穩(wěn)定性關(guān)聯(lián)起來。
5.溫度控制:一些流變儀集成了帕爾帖元件,允許在5°C至70°C的范圍內(nèi)設(shè)置樣品溫度,以滿足不同溫度條件下的測(cè)試需求。