流體拉伸流變儀CaBER 1

發(fā)布時(shí)間：2021-05-20 14:49:22瀏覽次數(shù)：次

哈克 CaBER 1流體拉伸流變儀簡(jiǎn)介：
流體的拉伸行為知識(shí)對(duì)工業(yè)和基礎(chǔ)研究都很重要。含有很強(qiáng)拉伸成分的復(fù)雜流動(dòng)在許多工業(yè)加工和應(yīng)用中都存在。例如擠出流動(dòng)、涂敷流動(dòng)、壓縮流動(dòng)以及纖維紡絲流動(dòng)。同剪切流動(dòng)相比，大多數(shù)材料拉伸流動(dòng)顯示很不同的反應(yīng)。用CaBER儀器分析的流體細(xì)絲的細(xì)化和斷裂給出有關(guān)材料物性的很有價(jià)值的信息，這是旋轉(zhuǎn)流變儀無(wú)法提供的！

哈克 CaBER 1流體拉伸流變儀操作原理：
少量樣品(< 1ml)置于兩個(gè)圓平板之間。上板以用戶(hù)設(shè)定的應(yīng)變速率迅速與下板分開(kāi)。因此形成一不穩(wěn)定流體細(xì)絲。拉伸停止后，細(xì)絲中點(diǎn)的流體承受由流體拉伸性能定的拉伸應(yīng)變速率。激光測(cè)微尺監(jiān)測(cè)逐漸變細(xì)的流體細(xì)絲中點(diǎn)直徑隨時(shí)間變化。表面張力、粘度、質(zhì)量轉(zhuǎn)換和彈性的對(duì)抗影響可以由軟件中相應(yīng)模型定量化。自動(dòng)實(shí)驗(yàn)分析和模型比較提供迅速定義下列參數(shù)：粘度、表面張力、彈性、松弛時(shí)間和細(xì)絲斷裂時(shí)間。

應(yīng)用

膠粘劑	工業(yè)產(chǎn)品	日用品
?溶劑揮發(fā)與吸濕食品	?松弛時(shí)間譜	?罐裝性
?成形性	?本構(gòu)模型	?斷裂時(shí)間
?斷裂時(shí)間	?可紡絲性印刷油墨	?溶劑揮發(fā)
?面團(tuán)的松弛	?成形性	?加工性
?彈性不穩(wěn)定性	?飛墨

拉伸流變儀CaBER 1介紹

世界上一臺(tái)商業(yè)化的拉伸流變儀——CaBER 1

研究中低粘度流體或半固體在拉伸作用下，其細(xì)絲直徑隨時(shí)間的變化過(guò)程。

CaBER 1擴(kuò)展測(cè)量能力

在傳統(tǒng) CaBER 試驗(yàn)中，往往使用激光測(cè)微尺，對(duì)上下兩板之間形成的（圓柱形）流體細(xì)絲，進(jìn)行由表面張力誘導(dǎo)的細(xì)化（隨時(shí)間變化）測(cè)量，然后使用測(cè)得數(shù)據(jù)算出拉伸粘度數(shù)據(jù)。

為分析更多樣品的實(shí)際細(xì)絲形狀，并測(cè)量其拉伸性能，現(xiàn)在可在 Thermo Scientific HAAKE CaBER 1 拉伸流變儀上裝配高速攝像頭。高速攝像頭具有遠(yuǎn)心物鏡和遠(yuǎn)心背光系統(tǒng)，可拍攝流體隨時(shí)間變化形成細(xì)絲的過(guò)程。

圖 1：HAAKE CaBER 1（配高速攝像頭（底座配 X-Y-Z 定位臺(tái)）和改良型換熱器（適用于遠(yuǎn)心照明）。

隨后，這些圖像可用于后續(xù)圖像和輪廓分析，以：
•分析非圓柱形細(xì)絲
•確定表觀拉伸屈服應(yīng)力
•研究流體誘發(fā)相位分離
•測(cè)量粘度極低的樣品

圖 2：溫控箱的近視圖

為對(duì)應(yīng)流體細(xì)絲的位置定位攝像頭，開(kāi)發(fā)了一種底座，底座上可裝配攝像頭和HAAKE CaBER 1，還配有攝像頭用 X-Y-Z定位臺(tái)。
為將背光系統(tǒng)安裝到 HAAKE CaBER 1 上，開(kāi)發(fā)了改良型換熱器（配有背光系統(tǒng)用支架）。
為在規(guī)定溫度范圍（5℃～90℃）內(nèi)測(cè)量，開(kāi)發(fā)了新型溫控箱，該溫控箱可加裝到在售的任意一款 HAAKE CaBER 1 中。溫控箱專(zhuān)用于與水浴循環(huán)器共同使用；配外部接頭，便于將溶劑注入溶劑阱，防止樣品蒸發(fā)，還便于使用氮?dú)鉀_洗箱體。
適用于 HAAKE CaBER 1 流變儀的新型高速成像系統(tǒng)和新型溫控箱均由德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）應(yīng)用力學(xué)（AME）研究組研發(fā)。

訂購(gòu)信息

603-1025 改良型換熱器，配有適用于遠(yuǎn)心照明的支架。（對(duì)于現(xiàn)有 HAAKE CaBER 1，也需要 603-1026。）不含遠(yuǎn)心照明。推薦型號(hào)：Vision & Control TZB30-B/VC（照明面積 Ø 30 mm）或同級(jí)型號(hào)。
603-1026 僅適用于現(xiàn)有 HAAKE CaBER 1：將換熱器更換為改良型換熱器
603-1025 時(shí)，需再次校準(zhǔn)。（不含603-1025）
603-1027 配 X-Y-Z 定位臺(tái)的底座，用于安裝高速攝像頭和 HAAKE CaBER 1。不含攝像頭和透鏡。攝像頭型號(hào)取決于個(gè)體需求，例如：Fastcam MiniUX100，Modell 800K / M1（高端型
號(hào)），Optronics CR600x2 或 ImagingSolutions Motion Traveller 系列（基本型號(hào)）。
603-1028 溫控箱，用于控制流體溫度。不含循環(huán)器。

參考文獻(xiàn)
[1] D. Sachsenheimer, B. Hochstein, N.Willenbacher (2014) Capillary thinning of entangled polymer solutions,submitted toRheol. Acta
[2] L. Martinie, H. Buggisch, N. Willenbacher(2013) Apparent elongational yield stress of soft matter. J. Rheol. 57(2), 627-646
[3] D. Sachsenheimer, B. Hochstein, H.Buggisch,N. Willenbacher (2012) Determination of axial forces during the capillary breakup of liquid filaments –the tilted CaBER method. Rheol. Acta 51, 909-923
[4] O. Arnolds, H. Buggisch, D. Sachsenheimer,N.Willenbacher (2010) Capillary breakup extensional rheometry (CaBER) on semi-dilute and concentrated polyethyleneoxide (PEO) solutions. Rheol. Acta 49(11) 1207-1217
[5] K. Niedzwiedz, H. Buggisch, N. Willenbacher (2010)Extensional rheology of concentrated emulsions as probed by capillary breakup elongation rheometry(CaBER). Rheol. Acta 49,1103-1116
[6] K. Niedzwiedz, O. Arnolds, N. Willenbacher,R. Brummer (2009) Capillary Breakup Extensional Rheometry of Yield Stress Fluids.Appl. Rheol. 19(1), 41969

CaBER 1具體應(yīng)用實(shí)例

領(lǐng)域

•工業(yè)研發(fā)、質(zhì)量控制

•拉伸流變科學(xué)研究

行業(yè)
• 油墨涂料 • 樹(shù)脂
• 粘性 • 松弛行為
• 飛濺 • 紡織行為
• 霧化
• 食品 • 化妝品
• 粘性 • 裝填
• 口感