Что такое капиллярный реометр?

Что такое капиллярный реометр?

Капиллярный реометр — это измерительное устройство, используемое для оценки напряжения сдвига и вязкости текучих материалов.

Капиллярные реометры, способные измерять образцы, нагретые до высоких температур, используются для оценки физических свойств материалов, таких как пластики, которые являются твердыми при комнатной температуре. Капиллярные реометры могут оценивать реологические свойства, связанные с вязкостью материала и его текучестью при приложении давления и температуры.

Реологические свойства — это свойства, связанные с реакцией образца при приложении к нему внешней силы. Твердый образец, например пластик, нагревается в аппарате до тех пор, пока он не станет жидким. Нагретый образец подается в тонкую трубку, называемую капилляром, и выдавливается с различной скоростью.

Капиллярный реометр измеряет вязкость расплава относительно скорости экструзии. Обратите внимание, что капилляр — это капиллярная трубка, и он называется капиллярным реометром, потому что он оценивает физические свойства путем экструзии узкого канала.

Применение капиллярного реометра

Капиллярные реометры используются для обработки термопластичных материалов и для установки условий разряда для литья под давлением. В общем, обработка пластмасс требует применения высокого давления при высоких температурах.

Некоторые материалы демонстрируют нелинейное изменение вязкости (внезапное уменьшение или внезапное увеличение вязкости) в зависимости от приложенной внешней силы, свойство, известное как неньютоновская жидкость. Поэтому вязкость образца в зависимости от давления и температуры должна быть исследована для разработки оптимальных условий обработки и дозирования. Капиллярные реометры используются для установки оптимальных условий для производственных процессов полимеров и композитных материалов, таких как пластики.

Принцип капиллярного реометра

Принцип капиллярного реометра подобен измерению силы и скорости выталкивания жидкости из шприца. Термопластичный материал нагревается, чтобы сделать его текучим, а затем выдавливается из цилиндра в узкий проход, называемый капиллярной головкой.

Напряжение сдвига и вязкость материала при температуре испытания определяются из давления, при котором образец экструдируется, и скорости, с которой он экструдируется. В зависимости от устройства также возможны измерения разбухания диэлектрика, слышимости расплава (натяжения расплава) и измерения вязкости растяжения.

Структура капиллярного реометра

Капиллярные реометры имеют узкий проход, называемый капиллярной головкой, на одном конце цилиндра и плунжер на другом конце, который выталкивает нагретый образец. Структура капиллярного реометра состоит из манометра для измерения давления внутри цилиндра, когда образец выталкивается, и плунжера для измерения скорости, с которой плунжер движется, чтобы вытолкнуть образец.

Характеристики капиллярного реометра

1. Эффективен для реологической оценки

Капиллярные реометры характеризуются способностью проводить измерения при высоких температурах и высоких усилиях (высокий сдвиг). Хотя верхний предел различается в зависимости от устройства, его можно нагревать до 400 °C или выше, что делает его эффективным для оценки вязкости расплавленных пластиков. Усилие сдвига также чрезвычайно велико, до 1 000 000/секунду, что позволяет исследовать текучесть образца при приложении большого усилия. Поскольку во время обработки пластика во время разряда часто применяются чрезвычайно высокие усилия, важно исследовать поведение образцов при применении такого высокого сдвига.

2. Эффективны для оценки продуктов, подвергающихся высокому сдвигу

Помимо пластиковых материалов, капиллярные реометры также используются для оценки пищевых продуктов, таких как кетчуп и майонез, а также гелевых косметических средств, которые подвергаются высокому сдвигу при выдавливании из своих контейнеров. Капиллярные реометры можно использовать при комнатной температуре, а широкий диапазон сдвигающих усилий, прилагаемых к образцам, и высокая точность прибора позволяют исследовать поведение выталкивания текучих пищевых продуктов и косметики из контейнеров.

Капиллярные реометры также можно использовать для измерения вязкости при различных скоростях сдвига, так что в реальных измерениях образцы оцениваются путем построения кривой вязкости расплава в зависимости от скорости сдвига.