نقدم بروتوكول معايرة مفصل لتقنية ريولوجيا تراكب متعامد تجاري باستخدام السوائل النيوتونية بما في ذلك طرق تحديد عامل تصحيح الأثر النهائي وتوصيات لأفضل الممارسات لتقليل الخطأ التجريبي.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
إجراءات المعايرة لريولوجيا التراكب المتعامد
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
ريولوجيا التراكب المتعامد (OSP) هي تقنية ريولوجية متقدمة تتضمن تركيب تشوه القص المتذبذب صغير السعة المتعامد مع تدفق القص الأولي. تسمح هذه التقنية بقياس الديناميات الهيكلية للسوائل المعقدة في ظل ظروف التدفق غير الخطي ، وهو أمر مهم لفهم والتنبؤ بأداء مجموعة واسعة من السوائل المعقدة. تتمتع تقنية OSP الريولوجية بتاريخ طويل من التطور منذ 1960s ، وذلك أساسا من خلال الأجهزة المصممة خصيصا والتي سلطت الضوء على قوة هذه التقنية. تقنية OSP متاحة الآن تجاريا لمجتمع الريولوجيا. نظرا للتصميم المعقد لهندسة OSP ومجال التدفق غير المثالي ، يجب على المستخدمين فهم حجم ومصادر خطأ القياس. تقدم هذه الدراسة إجراءات المعايرة باستخدام السوائل النيوتونية التي تتضمن توصيات لأفضل الممارسات لتقليل أخطاء القياس. على وجه التحديد ، يتم توفير معلومات مفصلة عن طريقة تحديد عامل التأثير النهائي ، وإجراء ملء العينات ، وتحديد نطاق القياس المناسب (على سبيل المثال ، معدل القص ، التردد ، إلخ).
المقدمة
يعد فهم الخصائص الريولوجية للسوائل المعقدة أمرا ضروريا للعديد من الصناعات لتطوير وتصنيع منتجات موثوقة وقابلة للتكرار1. تشمل هذه "السوائل المعقدة" المعلقات والسوائل البوليمرية والرغاوي الموجودة على نطاق واسع في حياتنا اليومية ، على سبيل المثال ، في منتجات العناية الشخصية والأطعمة ومستحضرات التجميل والمنتجات المنزلية. تعتبر الخصائص الريولوجية أو التدفق (على سبيل المثال ، اللزوجة) من الكميات الرئيسية ذات الأهمية في إنشاء مقاييس الأداء للاستخدام النهائي وقابلية المعالجة ، ولكن خصائص التدفق مترابطة مع الهياكل المجهرية الموجودة داخل السوائل المعقدة. إحدى الخصائص البارزة للسوائل المعقدة التي تميزها عن السوائل البسيطة هي أنها تمتلك هياكل مجهرية متنوعة ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. إعداد مقياس ريومتر
ملاحظة: يصف البروتوكول في هذا القسم الخطوات الأساسية لتشغيل تجربة الريولوجيا (إما لمقياس ريومتر محول طاقة محرك منفصل أو مقياس ريومتر محول طاقة محرك مشترك) ، بما في ذلك إعداد الإعداد ، وتركيب الهندسة المناسبة ، وتحميل مادة الاختبار ، وإعداد إجراء التجربة ، وتحديد الهندسة ، وبدء الاختبار. يتم توفير تعليمات وملاحظات محددة لتشغيل OSP. لتقليل التدرجات الحرارية في محول الطاقة ، يوصى بتشغيل مقياس الريومتر لمدة 30 دقيقة على الأقل قبل العملية. تمت الإشارة إلى برنامج مقياس الريومتر المستخدم في هذا البروتوكول للتحكم في الأدوات وجمع البيانات في جدول المواد. انظر الجدول 1 للحصول على مواصفات مقياس ريو....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
يتم تمثيل النتائج التمثيلية من قياسات معايرة اللزوجة على معيار لزوجة السيليكون 12.2 Pa s في الشكل 5 والشكل 6. لاحظ أن عامل التأثير النهائي الأساسي وعامل التأثير النهائي المتعامد كلاهما مضبوط على 1.00 لعمليات المعايرة. يوضح الشكل 5 لزوجة القص الثابتة وعزم الدوران كدالة لمعدل القص على مخطط المحور y المزدوج. سائل السيليكون هو سائل نيوتني. كما هو متوقع ، يتم الحصول على لزوجة ثابتة مستقلة عن معدل القص المطبق. يزداد عزم الدوران المقاس خطي.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
في هذا البروتوكول ، نقدم إجراء تجريبيا مفصلا لإجراء قياسات معايرة اللزوجة باستخدام السوائل النيوتونية لتقنية ريولوجيا تراكب متعامد تجاري مع هندسة أسطوانة متحدة المركز مزدوجة الجدار. يتم تحديد عوامل المعايرة ، أي عامل التأثير النهائي الأساسي C L وعامل التأثير النهائي المتعامد CLo ، بشكل مستقل عن طريق إجراء اختبارات اكتساح معدل القص الثابت واختبارات اكتساح التردد المتعامد. بعد الحصول على العوامل النهائية ، يتم إجراء اختبار التحقق للتحقق من نتائج المعايرة. اختبار الت.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
يتطلب الوصف الكامل للإجراءات المستخدمة في هذه الورقة تحديد بعض المنتجات التجارية ومورديها. لا ينبغي بأي حال من الأحوال تفسير تضمين هذه المعلومات على أنه يشير إلى أن هذه المنتجات أو الموردين معتمدون من قبل NIST أو موصى بهم من قبل NIST أو أنهم بالضرورة أفضل المواد أو الأدوات أو البرامج أو الموردين للأغراض الموضحة.
شكر وتقدير
يود ران تاو أن يشكر التمويل المقدم من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا ، وزارة التجارة الأمريكية بموجب المنحة 70NANB15H112. تم توفير التمويل لآرون إم فورستر من خلال اعتمادات الكونغرس للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
أجهزة
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| TA System Peltier المتقدمة | 402500.901 | جهاز التحكم البيئي | |
| ARES-G2 مقياس الريومتر | TA Instruments | 401000.501 | مقياس الريومتر |
| بروكفيلد سائل السيليكون ، 12500cP | AMTEK Brookfield | 12500 cps | اللزوجة القياسية |
| السائل OSP Slotted Bob ، 33 مم | TA Instruments | 402796.902 | Bob ، الهندسة |
| العلويةكوب OSP ذو فجوة مزدوجة مشقوق ، 34 مم | TA Instruments | 402782.901 | كوب مزدوج الجدار ، ماصة هندسية سفلية |
| (1 &ndash ؛ 10 مل) | Eppendorf | 3120000089 | لتحميل مواد الاختبار |
| ماصة (100 &ndash ؛ 1,000 & micro ؛ L) | Eppendorf | 3123000063 | لتحميل مواد الاختبار |
| أطراف الماصة (0.5 &ndash ؛ 10 مل) | Eppendorf | 022492098 | لتحميل مواد الاختبار |
| أطراف الماصة (50 &ndash ؛ 1,000 & micro ؛ L) | Eppendorf | 022491555 | لتحميل مواد الاختبار |
| Spatula | VWR | 82027-532 | لتحميل مواد الاختبار |
| TRIOS | TA Instruments | v4.3.1.39215 | برنامج مقياس الريومتر |
المراجع
- Macosko, C. W. Rheology: principles, measurements, and applications. , VCH. New York, NY. (1994).
- Larson, R. G. The Structure and Rheology of Complex Fluids. , Oxford University Press. New York, NY. (1999).
- Vermant, J., Moldenaers, P., Mewis, J., Ellis, M., Garritano, R.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
