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旋轉(zhuǎn)流變儀新手?這些步驟讓你快速上手!

更新更新時(shí)間:2025-03-12      點(diǎn)擊次數(shù):7
  旋轉(zhuǎn)流變儀是研究流體、半固體及固體的形變及流動(dòng)特性的儀器。通過測(cè)量剪切速率、剪切應(yīng)力、振蕩頻率、應(yīng)力應(yīng)變振幅等流變數(shù)據(jù),可以計(jì)算樣品的黏度、儲(chǔ)能模量、損耗模量、Tanδ等流變學(xué)參數(shù)。它被廣泛應(yīng)用于高分子化工、日用化學(xué)、石油石化、食品、油墨涂料、生物制藥等多個(gè)行業(yè),用于研究從低黏度流體到高強(qiáng)度固體樣品的流動(dòng)和變形特性。
  旋轉(zhuǎn)流變儀的工作原理基于旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系。在兩個(gè)測(cè)量板(如平行板、同心圓筒、錐/平板等)之間加載樣品,當(dāng)在上板施加一個(gè)扭矩時(shí),就會(huì)在材料上產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力,并測(cè)得所形成的應(yīng)變或應(yīng)變速率(切變速率)。通過測(cè)量這些參數(shù),可以計(jì)算出樣品的流變學(xué)特性。
  旋轉(zhuǎn)流變儀的操作步驟:
  一、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備
  樣品準(zhǔn)備
  選擇合適樣品:根據(jù)研究目的和樣品特性選擇合適的測(cè)試對(duì)象,如液體、膏體、固體等。確保樣品具有代表性且均勻性良好。
  樣品量:依據(jù)旋轉(zhuǎn)流變儀的測(cè)量要求和樣品容器尺寸,確定合適的樣品量。一般來說,樣品應(yīng)足以填滿樣品容器,并且在測(cè)量過程中不會(huì)因樣品量不足而產(chǎn)生間隙或氣泡影響測(cè)量結(jié)果。通常建議樣品量至少覆蓋樣品臺(tái)并且稍微凸起,以確保良好的接觸和測(cè)量準(zhǔn)確性。
  樣品預(yù)處理:如果樣品在室溫下粘度較高或呈固態(tài),可能需要進(jìn)行預(yù)熱或溶解處理。對(duì)于一些具有觸變性的樣品,可能需要在測(cè)試前進(jìn)行預(yù)剪切或振搖,使其達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的初始狀態(tài)。
  儀器檢查與準(zhǔn)備
  環(huán)境條件:確保儀器放置在穩(wěn)定、水平的臺(tái)面上,避免外界震動(dòng)和干擾。檢查實(shí)驗(yàn)室的溫度和濕度是否在儀器規(guī)定的工作范圍內(nèi),因?yàn)榄h(huán)境因素可能會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。
  清潔儀器:檢查樣品臺(tái)、轉(zhuǎn)子等部件是否清潔,若有殘留樣品或污垢,應(yīng)用適當(dāng)?shù)娜軇┎潦酶蓛?,并用干凈的布擦干,防止污染不同批次的樣品?/div>
  開機(jī)預(yù)熱:打開旋轉(zhuǎn)流變儀的電源開關(guān),讓儀器預(yù)熱一段時(shí)間,一般為15至30分鐘,使儀器各部件達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
  二、參數(shù)設(shè)置
  選擇測(cè)量模式
  穩(wěn)態(tài)測(cè)量:用于測(cè)定樣品在不同恒定剪切速率下的粘度。通過逐漸增加或減小剪切速率,觀察樣品的粘度變化情況,以了解樣品的流動(dòng)特性。
  動(dòng)態(tài)測(cè)量:主要用于研究樣品的粘彈性特性。在動(dòng)態(tài)測(cè)量模式下,儀器會(huì)對(duì)樣品施加一個(gè)周期性的應(yīng)力或應(yīng)變,然后測(cè)量樣品的響應(yīng),從而得到儲(chǔ)能模量(G')和損耗模量(G'')等信息。
  瞬態(tài)測(cè)量:用于觀察樣品在受到突然施加的應(yīng)力或應(yīng)變時(shí)的響應(yīng)隨時(shí)間的變化,例如研究樣品的蠕變和應(yīng)力松弛行為。
  設(shè)置測(cè)量參數(shù)
  剪切速率范圍:根據(jù)樣品的特性和預(yù)期的測(cè)量目的,設(shè)置合適的剪切速率范圍。對(duì)于未知特性的樣品,可以先進(jìn)行一個(gè)較寬范圍的初步測(cè)量,以確定其大致的流變行為,然后再針對(duì)感興趣的區(qū)域進(jìn)行更精細(xì)的測(cè)量。
  溫度控制(若需要):如果實(shí)驗(yàn)需要在特定溫度下進(jìn)行,設(shè)置所需的溫度值。旋轉(zhuǎn)流變儀通常配備有溫度控制系統(tǒng),可將樣品加熱或冷卻到設(shè)定的溫度,并保持恒定。在設(shè)置溫度時(shí),需要考慮樣品的熱穩(wěn)定性和所需的平衡時(shí)間,確保樣品在測(cè)量過程中達(dá)到熱平衡狀態(tài)。
  測(cè)量時(shí)間:針對(duì)不同的測(cè)量模式和樣品特性,設(shè)置合理的測(cè)量時(shí)間。穩(wěn)態(tài)測(cè)量時(shí),在每個(gè)剪切速率下應(yīng)保持足夠的時(shí)間,使樣品達(dá)到穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)后再記錄數(shù)據(jù);動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí),要根據(jù)頻率和周期數(shù)量等因素確定測(cè)量時(shí)間,以獲得準(zhǔn)確的模量數(shù)據(jù);瞬態(tài)測(cè)量時(shí),應(yīng)根據(jù)樣品的響應(yīng)特性設(shè)置合適的觀測(cè)時(shí)間窗口。
  校準(zhǔn)儀器
  轉(zhuǎn)子校準(zhǔn):使用標(biāo)準(zhǔn)硅油或其他標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行校準(zhǔn),檢查轉(zhuǎn)子的尺寸、形狀和表面狀況是否符合要求。如果轉(zhuǎn)子存在磨損或變形,應(yīng)及時(shí)更換或進(jìn)行修復(fù),以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。
  力矩校準(zhǔn):通過加載已知力矩的標(biāo)準(zhǔn)砝碼或其他校準(zhǔn)裝置,對(duì)儀器的力矩傳感器進(jìn)行校準(zhǔn),確保力矩測(cè)量的精度滿足要求。
  距離校準(zhǔn):校準(zhǔn)樣品臺(tái)與轉(zhuǎn)子之間的初始距離,確保其符合設(shè)定值。這對(duì)于準(zhǔn)確計(jì)算剪切速率和應(yīng)力等參數(shù)非常重要。
  三、測(cè)量操作
  安裝樣品
  裝載樣品:將處理好的樣品小心地放置在樣品臺(tái)上,確保樣品分布均勻且與轉(zhuǎn)子有良好的接觸。對(duì)于粘性較大的樣品,可使用刮刀或其他工具將樣品涂抹均勻,避免產(chǎn)生空隙或氣泡。
  選擇轉(zhuǎn)子:根據(jù)樣品的類型和測(cè)量要求選擇合適的轉(zhuǎn)子類型和尺寸。常見的轉(zhuǎn)子有錐板轉(zhuǎn)子、平行板轉(zhuǎn)子和同軸圓筒轉(zhuǎn)子等。錐板轉(zhuǎn)子適用于低粘度液體和中等粘度的膏體;平行板轉(zhuǎn)子適用于較硬的固體和高粘度的膏體;同軸圓筒轉(zhuǎn)子適用于寬范圍粘度的液體和半固體。
  開始測(cè)量
  啟動(dòng)測(cè)量程序:按照儀器的操作界面提示,啟動(dòng)相應(yīng)的測(cè)量程序。在測(cè)量過程中,儀器會(huì)自動(dòng)按照設(shè)定的參數(shù)對(duì)樣品進(jìn)行剪切或施加應(yīng)力,并實(shí)時(shí)采集和記錄數(shù)據(jù)。
  監(jiān)控測(cè)量過程:密切觀察儀器的運(yùn)行狀態(tài)和測(cè)量數(shù)據(jù)的變化情況,確保測(cè)量過程順利進(jìn)行。注意檢查是否有異常的力矩波動(dòng)、溫度變化或電機(jī)噪音等情況,如果出現(xiàn)異常,應(yīng)立即停止測(cè)量并檢查原因。
  數(shù)據(jù)記錄與保存
  實(shí)時(shí)顯示與觀察:在測(cè)量過程中,儀器的顯示屏?xí)?shí)時(shí)顯示測(cè)量數(shù)據(jù),如粘度、剪切應(yīng)力、剪切速率、模量等數(shù)值,以及相應(yīng)的曲線圖表。操作人員可以直觀地觀察樣品的流變特性變化趨勢(shì)。
  數(shù)據(jù)保存:測(cè)量完成后,將測(cè)量數(shù)據(jù)保存到計(jì)算機(jī)指d的文件夾中。旋轉(zhuǎn)流變儀一般會(huì)自帶數(shù)據(jù)處理軟件,也可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)出為常見的數(shù)據(jù)格式,以便后續(xù)進(jìn)一步分析和處理。在保存數(shù)據(jù)時(shí),要詳細(xì)記錄測(cè)量的條件、樣品信息和儀器參數(shù)等內(nèi)容,方便日后查詢和對(duì)比。
  四、實(shí)驗(yàn)后清理與維護(hù)
  清洗儀器
  拆卸轉(zhuǎn)子和樣品臺(tái):測(cè)量結(jié)束后,先關(guān)閉儀器電源,待儀器冷卻后,將轉(zhuǎn)子和樣品臺(tái)從儀器上小心拆卸下來。
  清洗部件:使用適當(dāng)?shù)娜軇┣逑崔D(zhuǎn)子、樣品臺(tái)和其他與樣品接觸過的部件,去除殘留的樣品。清洗時(shí)要輕柔操作,避免損壞部件表面。然后將清洗干凈的部件用干凈的布擦干或自然晾干。
  檢查和維護(hù)儀器
  外觀檢查:檢查儀器的外觀是否有損壞、腐蝕或泄漏等情況,檢查各連接線是否松動(dòng)或破損。
  性能檢查:定期對(duì)儀器進(jìn)行性能檢查,如檢查力矩傳感器、位移傳感器等關(guān)鍵部件的精度和靈敏度,確保儀器處于良好的工作狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)儀器存在故障或異常情況,應(yīng)及時(shí)聯(lián)系專業(yè)維修人員進(jìn)行維修和保養(yǎng)。

旋轉(zhuǎn)流變儀

 

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