直剪流變儀主要是能夠進(jìn)行各類流體包含膏狀物、漿體和含顆粒樣品的流變特性分析。如觸變性、屈服應(yīng)力、蠕變回復(fù)、粘彈性和應(yīng)力松弛、粘度—溫度曲線、QC上/下限控制、流體模型的回歸等,并能對同種或不同種樣品的多條流變曲線進(jìn)行擬合、疊加分析比較、方便快捷。
直剪流變儀測量模式的選擇:
根據(jù)施加應(yīng)變或應(yīng)力的方式,分為:(1)穩(wěn)態(tài)測試用連續(xù)的旋轉(zhuǎn)來施加應(yīng)變或應(yīng)力,得到恒定的剪切速率,測試剪切流動達(dá)到穩(wěn)態(tài)時流體形變產(chǎn)生的扭矩。(2)瞬態(tài)測試通過施加瞬時改變的應(yīng)變(速率)或應(yīng)力,來測量流體的響應(yīng)隨時間的變化。(3)動態(tài)測試對流體施加周期振蕩的應(yīng)變或應(yīng)力,側(cè)臉個流體響應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變。
一、穩(wěn)態(tài)模式(1)穩(wěn)態(tài)速率掃描通常在應(yīng)在直剪流變儀上完成;可以得到黏度和法向應(yīng)力差與剪切速率的關(guān)系;若靈敏度足夠高,可得到零剪切黏度。(2)觸變循環(huán)——對材料施加線性增大再減小的穩(wěn)態(tài)剪切速率;反映材料在不斷變化的剪切速率下的黏度變化,也可反映材料結(jié)構(gòu)隨剪切速率變化的規(guī)律。
二、瞬態(tài)模式(1)階躍應(yīng)變速率掃描施加階躍變化,但在每個區(qū)間都恒定的剪切速率;確定恒定溫度下的應(yīng)力增長和松弛過程,以及穩(wěn)態(tài)剪切后的松弛過程(2)應(yīng)力松弛施加并維持一個瞬態(tài)應(yīng)變,測量維持這個應(yīng)變所需的應(yīng)力隨時間的變化。確定應(yīng)力松弛模量:應(yīng)力/常數(shù)應(yīng)變(3)蠕變與應(yīng)力松弛相反,給樣品施加恒定的應(yīng)力,測量樣品的應(yīng)變隨時間的變化。蠕變?nèi)崃?測量的應(yīng)變/施加的應(yīng)力;J(t)恢復(fù)柔量=可恢復(fù)的應(yīng)變/施加的應(yīng)力;Je可以用來預(yù)測材料在負(fù)載下的長期行為。
三、動態(tài)模式(1)動態(tài)應(yīng)變(應(yīng)力)掃描以恒定頻率施加正弦應(yīng)變或應(yīng)力,測量材料的貯能模量、損耗模量和復(fù)數(shù)黏度與應(yīng)變或應(yīng)力的關(guān)系。當(dāng)應(yīng)變(應(yīng)力)小于臨界值:線性黏彈性行為;當(dāng)應(yīng)變(應(yīng)力)大于臨界值:非線性行為,模量開始下降。(2)動態(tài)時間掃描在恒定溫度下,給樣品施加恒定頻率的正弦形變,并在預(yù)設(shè)的時間范圍內(nèi)進(jìn)行連續(xù)測量。檢測材料的化學(xué)、熱以及力學(xué)穩(wěn)定性。(3)動態(tài)頻率掃描直剪流變儀以一定的應(yīng)變幅度和溫度,施加不同頻率的正弦形變,在每個頻率下進(jìn)行一次測試。研究很寬頻率范圍內(nèi)的貯能模量和損耗模量的頻率依賴性。(4)其他掃描模式等變率溫度掃描、動態(tài)單點、瞬態(tài)單點、復(fù)合波單點、任意波形掃描……可以反映出聚合物內(nèi)部分子量及分布、界面松弛行為、介觀結(jié)構(gòu)及形態(tài)、宏觀流變性為的影響因素等多個方面的信息,建立更加全面地建立內(nèi)部結(jié)構(gòu)-流動-成型加工的關(guān)聯(lián)。