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流变仪的转子选择
旋转流变仪转子的选择需要综合考虑样品的性质、测试目的和仪器的特性等因素,常见转子的选择方法及区别如下2:
选择方法
根据样品粘度:低粘度样品通常选择接触面积大的转子,如同轴圆筒转子,可增加与样品的相互作用,提高测量准确性;高粘度样品则适合用小直径或能适应高剪切应力的转子,如桨叶转子,避免因扭矩过大损坏仪器或导致测量不准确。
根据样品形态:液体样品,特别是均匀、无颗粒的低粘度液体,同轴圆筒转子较为合适;对于含有大颗粒或不均匀的液体、膏体、半固体,桨叶转子或平行板转子更适用;固化交联样品可使用可抛型转子。
根据测试目的:若要研究样品在均匀剪切场下的流变性质,平锥板转子是较好的选择;需进行变温实验,平行板转子操作更方便;对样品进行光学测量,则可选用石英玻璃制的平行板转子。
根据样品量:同轴圆筒转子测试所需样品量相对较大,平行板和锥板转子所需样品量较少。若样品量有限,应选择平行板或锥板转子。
常见转子区别
同轴圆筒转子结构:由内筒与外筒组成。
特点:接触表面积大、应力灵敏度高,可提供较为稳定和均匀的剪切场。
适用场景:主要用于测量中、低黏度且易清洗的均匀样品,如低粘度的牛顿流体或近似牛顿流体,不适用于高黏度样品、糊剂和含有大颗粒的悬浮液。
平行板转子结构:由上板和下板组成,间距可调节。
特点:使用灵活,可适用于含有一定颗粒物的样品测试,能承受较高的剪切应力,操作简单,便于进行变温实验。
适用场景:适用于难清洗或中、高黏度的液体、膏体、半固体类样品,如化妆品中的膏霜、凝胶等。
平锥板转子结构:由一个平面和一个锥形面组成,有不同尺寸和锥度可选。
特点:可提供接近均匀的剪切场,锥角越小,剪切场均匀性越好,但对大颗粒样品和变温实验有一定限制。
适用场景:适用于需要在均匀剪切场下测量的样品,如一些对剪切均匀性要求较高的聚合物溶液或胶体。
桨叶转子结构:形状类似桨叶。
特点:能够在测试过程中有效防止样品的沉降,对含有大颗粒物或不均匀体系的样品有较好的适应性。
适用场景:常用于含大颗粒的悬浮液、乳液或不均匀的多相体系,如含有固体颗粒的化妆品悬浮液。
可抛型转子结构:由连接杆、可抛上板和可抛下板组成,组装后与平行板转子外形和使用类似。
特点:测试完成后可抛弃与样品接触的部分,避免了清洗难题,适用于具有固化行为或难以清理的样品。
适用场景:用于固化交联样品或具有强粘性、腐蚀性、易污染的样品,如某些特殊的胶水或固化型化妆品原料。