Studiare la risposta di Shear oscillatorio di grande ampiezza di materiali morbidi

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della materia morbida, come la correlazione tra risposte macroscopiche e microscopiche. Il principale vantaggio del metodo è che può quantificare le proprietà viscoelastiche dei materiali durante un esperimento reologico in contrasto con i metodi tradizionali che forniscono informazioni medie. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sui materiali polimerici, può essere applicato anche ad altri sistemi, come gel colloidali e bicchieri e materiali biologici.

Lavora con un reometro in grado di eseguire misurazioni del controllo delle macchie. In primo luogo, attaccare le geometrie di azionamento superiore e inferiore. Per l'apparecchio inferiore, utilizzare una piastra da 50 mm.

Utilizzare un cono di due gradi per l'apparecchio superiore. Quindi, azzerare lo spazio, calibrare le misure e impostare la temperatura. Una volta completati questi passaggi, aprire lo spazio nelle geometrie da zero per consentire il test del materiale di carico.

Passare per ottenere il materiale per i test. In questo caso, è ossido di polietilene in DMSO, con colorante rosso per la dimostrazione. Con una spatola, caricare il materiale sulla parte superiore della geometria inferiore.

Assicurarsi che nel campione del Rheometer non vengano intrappolate bolle d'aria. Lavorare con i sistemi di misura, impostati per tagliare lo spazio. Utilizzate una spatola quadrata all'estremità della geometria per rifilare delicatamente il materiale in eccesso.

Tornare allo spazio di misurazione, prima di continuare. Eseguire il test di taglio oscillatorio sinusoidale utilizzando il software. Passare a App personali.

Trova e apri taglio oscillatorio ad ampiezza grande. Passare quindi alla casella di misurazione. Lì, fare clic sulla variabile di deformazione.

Immettete il valore iniziale e finale per una sweep di ampiezza della deformazione. rispettivamente 1 e 4000 per cento. Specificare la frequenza imposta.

Inoltre, impostare il numero totale di ampiezze di deformazione nell'intervallo scelto su 16. Selezionare la casella Ottieni forma d'onda per raccogliere le risposte transitorie. Fare clic sul pulsante Start per avviare gli esperimenti.

I dati verranno visualizzati nel corso dell'esecuzione di circa cinque minuti. Il Reometro può anche essere usato per deformazioni arbitrariamente definite. In un file esterno creare un elenco di valori di deformazione per definire la funzione da applicare.

Vai al software Rheometry e fai clic su Le mie app. E clicca sul generatore di segni della forma d'onda. Nella casella di misurazione, fare clic sulla deformazione.

Da lì, clicca su Modifica. Nell'elenco dei valori incollare i valori di deformazione predeterminati dal file esterno. Specificare il numero di punti immessi, la durata del punto e il tempo necessario per regolare la frequenza imposta.

Al termine, selezionare la casella Ottieni forma d'onda dall'alto. Quindi fare clic sul pulsante Start per iniziare l'esperimento. I dati di misurazione appariranno sul monitor man mano che l'esperimento procede.

Questi dati sono per una soluzione Xanthan Gum in test di taglio oscillatori. Queste curve di sollecitazione non lineari indicano che una sequenza di processi fisici avviene all'interno del materiale. La sequenza dei processi fisici e del software di analisi determina i moduli transitori che segnalano le proprietà elastiche e viscose dei materiali.

La loro evoluzione rivela un comportamento sotto una grande tosatura oscillatoria di ampiezza. Qui, l'istanza della massima elasticità è quasi costante tra le ampiezze. Un grafico di questa massima elasticità osservata durante la tranciatura oscillatoria di grande ampiezza e i moduli dinamici attraverso l'intervallo di ampiezze rivela una chiara corrispondenza con il modulo di stoccaggio dei regimi lineari.

Lo sforzo elastico determinato dalla sequenza di processi fisici software al caso di massima elasticità è di circa il 16%, anche quando la deformazione applicata è grande fino al 4000%. Ecco una sequenza di processi fisici subiti dalla soluzione di gomma di Xanthan. Nel regime viscoplastico, l'analisi indica zero elasticità.

Con la diminuzione del tasso di taglio, la soluzione si irrigidisce indicando che la sua struttura si riforma. Una volta acquisito uno sforzo sufficiente, c'è una rapida transizione dal comportamento elastico a quello viscoso. Dopo la resa, la risposta ritorna al regime di deformazione viscoplastica e le sequenze si verificano nella direzione opposta.

Dopo il suo sviluppo, questa tecnica apre la strada ai ricercatori nel campo della reologia della materia morbida, per esplorare ulteriormente le relazioni transitori di elaborazione delle proprietà della struttura.