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上海市浦東新區(qū)曹路鎮(zhèn)金海路2588號(hào)B217室
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博勒飛RSO流變儀膏體樣品的流變及粘彈性

2020-11-6  閱讀(1000)

前言

凝膠,膏體類物質(zhì)屬于粘彈性物質(zhì),表現(xiàn)為兼具粘性和彈性特性的流變學(xué)行為。針對(duì)這些較為“粘稠”物質(zhì),需要同時(shí)分析粘性流動(dòng)行為以及粘彈性行為,才能完整地表征其流變特性。RSO震蕩流變儀配備空氣軸承,具備旋轉(zhuǎn)測(cè)量和震蕩測(cè)量功能,是實(shí)現(xiàn)流動(dòng)行為測(cè)試和粘彈性測(cè)試的理想工具。
 


 

測(cè)試設(shè)備

  • 儀器:RSO震蕩流變儀

  • 轉(zhuǎn)子:錐型轉(zhuǎn)子

  • 軟件:Rheo3000

  • 溫度:25℃,Peltier溫控

  • 樣品:牙膏A和牙膏B




 

方法與結(jié)果

 

1

流動(dòng)曲線

  • 設(shè)置剪切率掃描范圍為0.1-100S-1,根據(jù)圖1(剪切應(yīng)力VS剪切速率)和圖2(粘度VS剪切速率)可知,樣品A和B均屬于典型的剪切變稀流體,當(dāng)剪切速率增加時(shí),樣品的粘度下降。

 


 

2

屈服應(yīng)力

  • 屈服應(yīng)力是指流體在剪切應(yīng)力的作用下發(fā)生形變的閾值。通過繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線(如圖3所示),使用Rheo3000軟件計(jì)算,樣品A和樣品B的屈服應(yīng)力分別為122.6Pa,65.2Pa。屈服應(yīng)力越大,表明樣品越不易流動(dòng)。屈服應(yīng)力有助于保持多相混合體系的穩(wěn)定性,防止粒子沉降,延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期。

 

 

3

觸變性分析

 

  • 采用三階段法分析樣品的觸變及回復(fù)特性:將樣品加載至錐/板測(cè)量系統(tǒng)中,以低剪切速率(0.1 S-1)連續(xù)剪切60 S后,立即將剪切速率增大到100 S-1,連續(xù)剪切60 S;再將剪切速率恢復(fù)至0.1 S-1,繼續(xù)剪切60 S。觀察兩種樣品動(dòng)力粘度的變化過程。

  • 據(jù)圖4可知:兩種樣品在低剪切條件下均有較高的粘度,有利于保持混合體系的穩(wěn)定性。當(dāng)剪切率突然增加時(shí),兩種樣品的粘度均表現(xiàn)為顯著下降,流動(dòng)性增加;剪切率再次降低時(shí),樣品B的粘度迅速回復(fù)至初始狀態(tài),樣品A的回復(fù)速率則較為緩慢。
     

        

     

4

粘彈性分析

  • 應(yīng)變振幅掃描是固定掃描頻率,觀察儲(chǔ)能/損耗模量在不同應(yīng)變條件下的變化情況。通過振幅掃描,可以確定樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞情況,以及樣品的線性粘彈區(qū)范圍,因?yàn)橹挥性诰€性粘彈區(qū)范圍內(nèi)測(cè)量才能獲得樣品的特性流變學(xué)常數(shù)。

  • 掃描頻率為1Hz,在應(yīng)變范圍為0.1%~1內(nèi)對(duì)兩種膏體樣品(本案例為牙膏)進(jìn)行振幅掃描。掃描圖譜如圖5所示:這兩種樣品的線性粘彈區(qū)間在0.1%~0.5%之間。在該范圍內(nèi),儲(chǔ)能模量大于損耗模量,說明在低剪切條件下,這兩種樣品不易流動(dòng),性質(zhì)穩(wěn)定。隨著應(yīng)變幅度的增加,儲(chǔ)能模量逐漸降低,損耗模量增加,兩條曲線相交,樣品的流動(dòng)性逐漸增加。
     

       


 

附言

AMETEK Brookfield作為世界上的儀器生產(chǎn)商,一直致力于為廣大用戶提供質(zhì)量穩(wěn)定可靠,測(cè)量精確度高,測(cè)量重復(fù)性好的產(chǎn)品。

RSO流變儀是Brookfield全新推出的高性能震蕩流變儀。該儀器配備空氣軸承,可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)測(cè)量和震蕩測(cè)量,是進(jìn)行質(zhì)量控制、產(chǎn)品開發(fā)和研究的理想工具。


 



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